网络的数据流量在近年呈现出指数增长的趋势,随着大容量通信需求的迅速增加,各类高速光传输技术都得到了充分的发展。为满足其多样化的需求和低成本的预期,高速光模块对于灵活而廉价的直接调制半导体激光器技术的需求也随之增长,成为产业化应用研究的热点。为了改进直接调制激光器的性能,充分挖掘其应用潜力,本文从器件、封装和系统角度分别对高速调制技术进行了细致的研究。文章首先总结了高速半导体激光器中的频率限制因素；接着研究了半导体激光器及其封装的微波电路建模,使用优化拟合法从散射参数中提取寄生网络参数,并计算了激光器的本征响应和内部参数；选择合适的材料和优良的薄膜电路工艺制作了大信号和小信号测试高速热沉,测量其电学特性并对设计和工艺进行了优化；最后引入啁啾管理激光器(CML)技术改善光发射机系统的调制和传输性能,并进行了大信号测试,证明了此技术的有效性和适用性。