自计算机和网络的问世以来,人们对数据量的要求越来越高。为了满足人们对更快速的信息传送速率和更大的数据处理能力的期待,各种新型的数据传送媒介和信息处理方法被提出来。电缆作为最早的大数据传输媒介渐渐地随着个人电脑和移动互联网的普及而凸显出其在数据传送方面的瓶颈。作为新一代的数据传送载体,传输损耗极低的光纤通信被证明是高速通信的最好的代替者。于是人们的注意力开始转向高速光通信领域,光通信从而得到了快速的发展和应用。作为光通信最合适的光源,半导体激光器同样也经历了快速的发展,从最初的同质结激光器到后来的异质结激光器再到现在的多量子阱激光器,半导体激光器的性能得到了飞速的提升,调制速率更高,线宽更窄,输出功率也越来越大。随着半导体激光器理论原理和工艺的成熟,人们对半导体激光器的关注点开始转向了减小激光器功耗、缩小激光器尺寸和减小激光器成本等方面来。传统的半导体激光器由于其材料本身所具有的一些缺陷而使其性能提高不再那么明显,所以对于新材料和新的集成工艺的探索日益成为人们关注的焦点。本论文提出和探究了一种新型的混合集成工艺和新型的激光器结构,通过将有源材料键合到无源硅波导上通过倏逝波实现两者波导的祸合构成混合腔激光器,利用硅波导低损耗、工艺成熟的优点来提高激光器的性能,比如提高激光器的波长稳定性,减小激光器的阈值,提高激光器的调制速率等,并且可以轻松地实现和已有的硅无源器件的单片集成。另外本论文提出了 一种新型的激光器阵列结构,通过只有0.8nm带宽的超窄带宽布拉格反射镜来实现激光器的单模激射和0.8nm波长间隔的激光器阵列,该阵列无需另外的调谐区就可以将激射波长锁定在特定波长附近,并可以实现同时的激光激射。本文详细描述了无源硅波导和无源光栅的理论和设计方法,通过近似模型的解析方法和数值仿真的方法来设计和优化器件的性能,并通过实验验证了无源器件的可行性。本文还给出了有源材料和超晶格量子阱结构的理论知识和设计方法,自行设计了有源材料的晶元,并给出了设计和制作有源波导的工艺过程,在完成的器件上测试了它的Ⅳ曲线。本论文是对III-V/Si混合集成方法的一次最基础的探索,在本实验室第一次摸索出了混合集成激光器的工艺过程,并通过工艺来改进设计中的不足。