信息网络的升级需要作为其核心承载的光网络技术的不断进步，而光子集成芯片技术(photonic integrated circuit，PIC)正是光网络技术演进的核心。现今的光子集成技术包含两个大类，即基于InP基材料为基础的光子芯片技术和以Si基材料为基础的光子芯片技术。由于受到材料间接带隙特征的限制，硅基光电子芯片在光发射芯片方面还没有能够与InP基光子芯片相媲美的型号，InP基光发射芯片的进步仍然是目前光网络传输容量提升的重要依托。　　基于这样的基本判断，本论文工作针对光纤通信领域的几个不同应用场景的实际需求成功研制了几款InP基光子集成发射芯片。为研制这些芯片，开发了多项新型的InP基光子芯片材料和工艺集成技术，可为未来高性能的光子集成芯片的开发提供帮助。　　本论文工作的主要内容和创新概括如下:　　1、InP基单片集成的WDM光发射芯片研制　　开发了覆盖i型InP的InGaAsP掩埋波导制作技术，有效降低了波导的光传输损耗;开发了有源浅脊波导与无源掩埋波导的自对准技术，有效降低了光在激光器和无源波导间的耦合损耗;结合量子阱选择区域外延技术，成功研制出了10信道电吸收调制DFB激光器阵列与掩埋波导结构AWG合波器单片集成的芯片。芯片EAM调制带宽在10GHz左右，静态消光比大于10dB，AWG合波器输出波导内的光功率大于-13dBm/波长，芯片综合性能指标处于国内先进水平。　　2、InP基单片集成的WDM-PON光发射芯片研制:　　着眼于未来高性能波分复用无源光网络(WDM-PON)应用，成功研制出4信道电吸收调制宽波长可调谐DBR激光器阵列与MMI合波器单片集成的芯片。利用对接耦合技术采用长波长InGaAsP材料作为DBR区材料，器件具有10nm左右的波长可调谐范围，在单片集成SOA的放大作用下芯片单信道发光功率可大于10mW。芯片电吸收调制器的调制带宽大于12GHz，10Gbps调制下50公里单模光纤传输后仍能获得清晰睁开的眼图;32Gbps调制下可获得清晰张开的背对背眼图。芯片的综合性能指标处于国际先进水平。　　3、InP基单片集成的THz通信泵浦源研制:　　研制出可用作混频THz系统泵浦光源的双模输出单片集成激光器阵列。芯片单片集成了4路利用同一有源区技术制作的电吸收调制DFB激光器阵列与MMI合波器，其中两路激光器同时工作时可获得双模光输出，利用工作电流的调谐作用双模模式间距(THz频率)可在0.254THz-2.723THz之间连续调谐。使用片上集成的电吸收调制器可实现拍频模式的功率均衡和信号内容的加载，具有体积小、信道覆盖范围广、信道备份冗余度高的特点，能够适应未来太赫兹通信应用环境对信道稳定性和系统集成度的要求。　　4、25GHz信道间隔DWDM单片集成激光器阵列研制:　　结合上限制层选择区域外延技术和取样光栅技术研制成功了25GHz信道间隔DWDM单片集成激光器阵列研制。上限制层SAG技术的使用使激光器阵列更容易实现超小的信道间隔，并且具有很高信道间隔均匀性，阵列发光波长相对于线性拟合值的偏差在±0.1nm以内。取样光栅技术可在激光器的光栅内引入等效相移，可有效提高激光器的单模成品率，进而提高激光器阵列的良率。两种技术的结合有利于获得高性能低成本多波长DFB激光器阵列。　　5、InP基单片集成被动碰撞锁模激光器研制:　　基于全量子阱选择区域外延技(SAG)术研制出一种新颖的碰撞锁模结构的被动锁模激光器。SAG技术的使用使器件饱和吸收区的带隙波长在脊波导方向上逐渐变化，形成了特有的宽带饱和吸收体(SA)。器件输出脉冲重复频率达226GHz，脉宽最窄为605fs。对量子阱被动锁模激光器来说，这个脉宽是SA无偏置条件下已报到的最好结果。由于器件SA带隙渐变，与普通锁模激光器相比，SA的吸收峰覆盖了更宽的波长范围，因此，预期器件具有更好的温度稳定性。