半导体激光器因波长覆盖范围广、结构紧凑便携,被使用到了诸多科学研究的前沿方面,特别是引力波探测、卫星通信,单原子分子的相干操控及纠缠原子的制备等,半导体激光器都是最主要的探测和操控工具。相干性,作为衡量半导体激光器重要指标,直接决定了它的系统应用性能。包括精密光谱实验的光谱分辨率和光谱测量精度、原子与分子物理实验中原子态制备的纯度以及精密测量领域中的测量灵敏度等。对于实际实验使用的半导体激光器,其产生的相干光场的相干性主要由光源自身的频率噪声决定。因此,定量研究半导体激光器的频率噪声谱密度特性与其相干性的关系,从而做到有效的抑制光源的频率噪声,使得其相干性增强,具有极其重要的意义。通常,Hz量级线宽的半导体激光器的获得以及对kHz量级以下激光线宽的精确测量难以实现,而精确、定量地控制半导体激光器的频率噪声存在一定的困难,因此难以开展频率噪声谱密度对半导体激光器相干性影响的实验研究。针对以上问题我们本文开展了如下研究:1)通过抑制频率噪声将半导体激光器线宽压缩到Hz量级。为了精确控制半导体激光器的频率噪声,设计超高带宽频率伺服环路抑制半导体激光器的频率噪声,基于Pound–Drever–Hall（PDH）技术,结合超低热膨胀材料制作的高精细法布里珀罗腔（FP腔）,以电光调制器作为换能器实现了反馈带宽为3.5 MHz的超高带宽频率伺服环路抑制频率噪声。半导体激光器的线宽达到Hz量级;2)提出了一种新的基于时间分辨方法的拍频信号处理的方法。解决传统手段存在kHz以下激光线宽准确性的问题。基于时间间隔分析仪实时采集拍频信号的周期,并通过离散傅立叶变换获得拍频信号的频谱信息。与通常使用扫描式频谱分析仪分析拍频信号的方法相比,我们实现了傅立叶极限分辨率的频谱测量,尤其针对较窄线宽（0小于噪声带宽时,激光器的线宽与频率噪声谱密度之间的关系满足线性关系。而当H₀大于噪声带宽时,激光器的线宽与（?）成正比。