高功率窄线宽半导体激光器在空间相干光通信,精密测量,作为光纤与固体激光器的泵浦源等方面具有广泛的应用。本文采用分布式布拉格反射(DBR)半导体激光器实现高功率窄线宽的性能。通过布拉格光栅对纵向模式进行选择,最终实现单纵模的激光光谱特性。为了在提高功率和优化光谱特性的同时尽量降低工艺复杂程度,本文对半导体激光器的外延结构和光栅结构进行了详细的模拟,得到了光栅参数对光谱特性的影响,并找到了一种最优的新型结构。最终通过实验验证了器件的可行性。本文具体的研究内容如下:(1)采用有限元法分别设计最优的对称型外延结构和非对称型外延结构,在此基础上采用有限元法与传输矩阵法在两种外延结构上分别对光栅的四个参数(光栅周期、刻蚀深度、槽宽、光栅对数)进行模拟,得出了光栅参数对光栅反射率峰值和半高宽的影响,同时对比两种外延结构的优缺点。为了将光最大程度的利用,最终确定了一个49阶光栅,其光栅周期为7681 nm,slot宽度为1500nm,slot深度为1900 nm,光栅对数为15对。光栅反射率为6%,半高宽为3 nm左右。(2)通过实验制备上述结构的半导体激光器。制备过程中无需二次外延,无需镀增透膜,制备工艺流程相比于传统DBR半导体激光器得到了简化。在700mA的注入电流下,功率达到112 mW,边模抑制比达到38 dB。实现了预期的技术指标。