高功率半导体激光器具有高功率、高效率、高可靠性等优点，近些年来，广泛应用于泵浦光纤激光器、固体激光器、光纤通信、国防军工、激光医疗以及激光材料加工等领域。高功率半导体激光器得以广泛应用的前提是高输出功率和长期可靠性，而光学灾变损伤(catastrophe optical damage，COD)则是限制其最大输出功率和寿命的主要因素。激光器腔面在解理过程中易被氧化或因其他污染而形成表面缺陷，这些表面缺陷在器件高功率工作过程中诱发腔面处带隙收缩，加剧光子吸收，最终导致半导体激光器腔面烧毁，即发生COD，致使激光器失效。　　本论文针对GaAs基半导体激光器在高功率输出工作状态下易发生COD的现象，利用真空解理钝化技术和无杂质量子阱混杂制备非吸收窗口技术提高半导体激光器的损伤阈值，主要的研究成果如下:　　(1)从理论上分析了半导体激光器COD的产生机理，并介绍了几种半导体激光器COD的抑制方法，以降低激光器腔面非辐射复合中心密度和增大腔面处带隙宽度为切入点，介绍了几种不同的钝化方法并说明其优缺点，并且对量子阱混杂理论进行了详细阐述，建立量子阱混杂过程中原子的扩散模型。　　(2)利用真空解理钝化镀膜技术降低激光器腔面缺陷密度，并且对钝化膜材料的选取规则进行阐述。实验中选取Si材料作为钝化膜，并且对真空解理钝化工艺中Si材料钝化厚度进行优化，得出最佳的钝化膜厚度为4nm。　　(3)基于无杂质空位诱导量子阱混杂(IFVD)制备了带有非吸收窗口的915nm半导体激光器。研究不同高温退火温度、SiO2薄膜厚度、SiO2薄膜性质和退火时间对IFVD效果的影响，发现在高温退火温度为875℃，SiO2薄膜厚度为450nm，SiO2薄膜折射率为1.448并且退火时间为90s时，可以实现34nm的波长蓝移。在退火之后利用X射线光电子能谱(XPS)测试，检测到SiO2薄膜中有明显的Ga元素存在而无In、As等元素，侧面印证了无杂质量子阱混杂的基本原理。　　(4)对无杂质空位诱导量子阱混杂技术中抑制波长蓝移进行窗口区域选择的方法进行研究。分别研究了Si3N4薄膜、Si3N4+SiO2组合薄膜在高温退火过程中抑制外延片波长蓝移的效果。发现当Si3N4薄膜厚度超过200nm时，由于其自身性质的原因会对半导体激光器外延片表面造成极大地损伤，影响器件后续制备工艺和性能。而采用Si3N4+SiO2组合薄膜会导致组合薄膜在退火过程中破裂，影响抑制混杂效果并且会造成外延片表面As原子析出，影响外延片表面形貌。　　(5)提出利用ICP氧离子轰击方法抑制外延片在高温退火中的波长蓝移。研究了不同ICP功率、RF功率和轰击时间对IFVD的影响，发现当ICP和RF功率均为200W，氧离子轰击时间为10s时为最佳实验条件。经过ICP氧离子轰击后的外延片，在高温退火过程中波长蓝移量仅为1nm，抑制量子阱混杂效果明显。　　(6)分别利用真空解理钝化工艺和非吸收窗口技术制备了半导体激光器，发现相对于常规样品，利用真空解理钝化工艺制备的半导体激光器样品损伤阈值提高25.8％，带有非吸收窗口的半导体激光器样品损伤阈值提高了50％。将真空解理钝化工艺和非吸收窗口工艺同时应用于915nm单管半导体激光器的制备工艺中，发现当电流为20A时仍未发生COD，器件损伤阈值提高61.2％以上，器件抗损伤特性明显提高。　　综上，本文通过对半导体激光器进行真空解理钝化和非吸收窗口技术的理论和实验研究，有效的提高了单管半导体激光器的损伤阈值和抗COD能力。