高速调制半导体激光器和可调谐半导体激光器在光纤通信系统中扮演着重要的角色，是大容量波分复用系统、相干通信系统的关键器件，已引起了人们的极大关注。 本文从速率方程出发，采用小信号近似，导出了增益调制和损耗调制下，载流子密度和光子密度变化的解析表达式。比较了解析解和数值解之间的差异，分析了一阶小量和二阶小量的变化情况，进而讨论了小信号近似的可行性问题。结果表明：小信号近似的有效性是依赖于扰动的本质的，仅用初始扰动量的相对大小作为判断能否使用小信号近似的依据是不够的。具体的说，如果扰动来自于损耗(或者说阈值载流子密度)的变化，此时小信号分析可能会失效。 考虑增益压缩因子的存在，重新分析增益调制和损耗调制的瞬态行为，目的是为了考查增益压缩因子是否会对小信号近似的有效性产生影响。结果表明：尽管增益压缩因子的存在改变了动态过程的衰减率，减小振荡次数，并在某种程度上缩小了解析解与数值解之间的差异，但它并不能从本质上改变不同情况下小信号近似的有效性问题。 解析求解多模速率方程，描述了激光器由一个振荡模式跳至另一振荡模式时，系统的瞬态过程，讨论了载流子密度和光子密度的衰减率。该衰减率不仅与载流子寿命有关，还和光子寿命有关，这一点与普通半导体激光器“接通”时的动态行为有所区别。 对多模速率方程进行数值求解，分析了光栅双稳外腔半导体激光器(ECLD)振荡模式发生跳变时的瞬态特性，讨论了光栅转角的大小对瞬态过程的影响。结果表明：当光栅转角较小时，ECLD在功率上跳过程中，切断模在熄灭前可能会一个窄而强的光脉冲。这一现象在下跳过程中是不存在的。并且，上跳时，ECLD更快地达到稳态输出。此外，还就对称调谐时的动态特性作了相应的数值描述。在此基础上，说明了两种不同调谐方式下瞬态过程的迥然差异。