随着光纤通信的普及，人们对信息的需求量也与日俱增，网络传输数据量与速度正在突飞猛进的发展。目前的光纤通信正朝着高性能、大容最、灵活的全光网络(AON)发展，密集波分复用(DWDM)是其中最关键的技术之一。根据国际电信联盟ITU-T建议的标准信道间隔0.8nm，全波光纤窗口宽340nm，可以传输425个独立信道，因此在局域网中就可以以波长为标识分配给各个管理区中的用户，这对波长的精确度就会有更高的要求。波长可调谐垂直腔型光电器件由于具有成本低、体积小、集成度高、容易与光纤耦合等优点，因此在未来光通信领域显示出了极大的潜力。本论文主要研究了GaAs基波长可调谐共振腔增强型探测器(MEMS-RCEPD)和高折射率对比度光栅垂直腔面发射激光器(HCG-VCSEL)等。在此类器件的理论模拟、结构设计、制备工艺及性能测试等方面展开了深入研究，其主要工作及研究结果有：　　(1)以F-P谐振腔基本理论为基础，系统的研究了空气隙与半导体腔之间耦合的几种模式，并对不同耦合腔类型的调谐特性、光场分布特性等进行了分析比较。对于空气耦合腔(ACC)模式，耦合因子γ>1，波长调谐速率也最快，但这种结构半导体腔中的光强分布很弱。而与半导体耦合腔(SCC)模式，光强主要集中在半导体腔内，但耦合因子γ<1，调谐速率慢；扩展耦合腔(EC)模式代表了ACC与SCC的一种折中模式。　　(2)在GaAs对ALxGa1-xAs材料的湿法选择性腐蚀方面，对柠檬酸/双氧水腐蚀液的腐蚀特性进行了详细研究，经过优化配比的腐蚀液可以同时满足高的腐蚀选择比及良好的截止层表面形貌。利用此腐蚀液，实现了牺牲层的选择性腐蚀，并成功解决了悬臂梁释放工艺中的应力释放及悬臂保护等关键问题。　　(3)在器件中间P型电极的制备中，设计了电极接触层与腐蚀截止层分离的结构，将高掺的P型GaAs置于截止层的Al0.5Ga0.5As之下，并采用优化配比的浓盐酸/去离子水溶液选择性腐蚀Al0.5Ga0.5As以暴露GaAs接触层，具有很高的腐蚀选择比。利用此腐蚀液，同样可以实现Al0.9Ga0.1As对GaAs的湿法选择性腐蚀，这为选择性腐蚀牺牲层制作空气隙提供了便利。　　(4)在利用柠檬酸/双氧水进行GaAs对Al0.5Ga0.5As的湿法选择性腐蚀实验中，通过设计严格的对比腐蚀实验，发现金属电极薄膜对腐蚀液具有很强的阻碍作用，并利用电化学腐蚀基本原理对该现象产生的内部机制做了详细的分析，成功解决了悬臂释放与电极制备兼容问题。　　(5)研制成功1064nm单悬臂波长可调谐共振腔增强型探测器。器件在不加调谐电压时的响应峰波长位置为1071nm，与设计值相符；在21V的静电调谐电压范围内，实现了波长大于23nm的蓝移；同时，多次反复测试的统计结果表明，器件的调谐电压与响应波长之间具有稳定、精确的对应关系，且近似线性调谐，这有利于器件的实际应用。　　(6)利用耦合模式理论(CMT)以及有限差分时域(FDTD)系统的分析了HCG的超宽带宽高反射率特性、光偏振模式选择特性、以及光栅条宽的容错性等。设计并成功研制了1310nm超宽带宽(△λ/λ>20.8％)高反射率(R>99％)GaAs/空气型高折射率对比度光栅(HCG)。结合1310nm量子点VCSEL的结构特点，在工艺上首次实现了HCG与长波长VCSEL的集成。研制成功1310nm量子点高对比度光栅型垂直腔光发射器件，该器件的PL测试曲线在1314.6nm处出现很窄(△λ<1nm)的模式峰，这从实验上证明了HCG的超高反射率特性，也预示了在光泵浦下实现激射的可能。