近年来，随着信息技术的迅速发展，半导体微电子器件工艺水平不断提高，其体积不断缩小和芯片集成度不断提高，传统的技术正面临着一系列包括基本物理规律、材料、工艺技术、器件、电路和系统等多方面的限制和挑战，带宽和功耗问题成为阻碍高端处理器发展的两个瓶颈。传统的基于铜导线的电互连系统由于RC延时大、带宽受限以及功耗高等问题，已经不能满足大容量数据传输的需求。光作为信息传输的载体，具有高带宽、高速率、低功耗、无干扰等电子传输没有的优势，因此人们提出了光子学集成技术，以期继续推动信息技术的快速发展。而随着硅光子学各分立器件发展成熟，硅基光互连逐渐成为研究热点。其中硅基光源由于其间接带隙的性质，发光效率低，是硅基光互连系统中难度最大、最受人们关注的问题，人们也提出了很多方案解决这一问题。除此之外，随着集成度的进一步提高，其中起源于基本物理规律的物理极限更是不可回避和逾越的。目前，硅基超大规模集成电路的工艺尺寸已经降至几十纳米，半导体电子材料的物理极限问题日益突出，因此需要光电子器件的尺寸能够相互匹配。光电子集成也成为了信息技术发展的主要目标之一。　　本论文主要针对硅基光互连领域中的硅基光源的问题展开研究，一方面在选区金属键合硅基混合激光器的基础上，将slot结构引入其中，实现低成本高效率的单模输出硅基键合激光器，解决硅基光互连的成本问题;另一方面，为了实现硅基电子器件和光子器件的完美联姻，使光子学器件的特征尺寸能够降至微米甚至纳米量级，与电子学器件尺寸相匹配，我们研究了微腔激光器，并为之后的硅基微腔激光器奠定基础。具体工作介绍如下:　　1.基于选区金属键合的方式，将slot结构引入到硅基键合激光器中。分析了基于折射率微扰的slot结构的理论基础，并利用CAMFR软件模拟仿真了slot的参数。设计并制作了一种基于slot的单模输出的硅基键合激光器，实现了硅基上的室温连续电泵单模输出，激射波长为1543nm，阈值电流为21mA，最大输出功率在1.9mW。与传统的光栅结构的单模激光器来说，通过slot结构能实现类似的单模特性，同时又避免了光栅的制作和二次外延，大大降低了硅基光源的工艺成本和复杂性，更易于批量规模生产，为实用化硅基光源提供了一条简单易行的实现方案。　　2.设计并制作了一种新型的1060nm波段的带输出波导圆柱形GaAs基微腔激光器，圆柱形直径为15μm，波导宽度2μm，实现了在波导处的定向耦合输出，并实现了室温脉冲电激射。利用FDTD方法模拟分析了此种结构的内部模式分布及品质因子。该项研究为硅基光互连的发展开辟了新的路径，并填补了该波段微腔器件在国内的研究空缺。在此项工作的基础上，结合我们课题组在硅基上直接外延Ⅲ-Ⅴ族材料的成果，有望实现硅基Ⅲ-Ⅴ族半导体微腔激光器，从而能够大大降低整个光互连系统的尺寸。这项研究为硅基光互连系统的微型光源铺垫了部分技术基础，为硅基光互连中小型化光源的发展有一定的指导意义。