GaN基激光器是大容量光存储、纯色激光显示和宽带光通信等应用领域中不可或缺的固体光源之一。近十年来，全球众多公司和科研机构相继投入了大量的人力和物力进行研究，以求抢占先机。然而，成功者寥寥无几。究其根源在于：（1）GaN基激光器是在异质失配衬底上生长、由多种不同组分材料构成且结构间存在极大晶格失配的复杂低维系统，（2）Ⅲ族氮化物材料多为低对称性的纤锌矿结构，其低维结构中具有强烈自发极化和压电极化效应。因此，GaN基激光器的研制面临诸多难题和巨大挑战。量子阱，p型电子阻挡层和p型超晶格是GaN基激光器的三大功能结构，内涵深刻的物理过程和特殊效应。到目前为止，许多基本物理问题和机制尚不清楚，有待认识和研究。有鉴于此，本论文对北京大学宽禁带半导体中心已获得电注入激射的激光器外延结构展开了深入的分析研究。同时，还进行了自支撑自然解理腔镜面脊形激光器原型器件的研制工作，解决了有关器件制备难题。取得的重要结果如下：　　 （一）通过特殊化学腐蚀方法获得完整的、高质量的GaN基激光器倾斜剖面，并进行了阴极荧光光谱（CL）的研究。利用低能CL线扫GaN基激光器样品的山脊部分，实现了对器件内部20 nm的AlGaN电子阻挡层中施主缺陷的光学显微探测。低温下（82 K）发现电子阻挡层发光峰与量子阱发光峰存在强度依赖关系并伴随峰位蓝移（23 meV）。经分析认为这是由于靠近电子阻挡层的量子阱中的大量空穴，在p-n结区自建场的作用下，隧穿出阱区进入电子阻挡层，使其内部的施主-受主对跃迁（DAP）增强造成的。该现象揭示了该发光峰的DAP跃迁本质。该峰在不同温度退火样品中的变化行为表明其施主缺陷极有可能为氮空位。　　 （二）运用低能CL线扫腐蚀激光器样品的山脊部分，在消除应变的情况下直接研究预应变InGaN/GaN多量子阱结构的发光性质，掌握了量子阱发光效率和组分涨落的深度变化规律。同时，与传统的深度分辨CL结果对比，认识了预应变生长多量子阱中剩余应变的深度变化情况。实验表明，由于预应变的调制作用，沿生长方向上阱内组分的涨落逐渐减弱且发光效率提高，相反地剩余应变却逐渐增强。这种相互关系印证了先前有关双轴应变压制InGaN旋节线分解的论断。而且，对峰位红移量进行的k.p理论计算表明，该效应对于失配应变的细微变化十分敏感。　　 （三）采用AlN插入层削弱GaN缓冲层对p-AlGaN/GaN超晶格施加的应变影响，探究超晶格应变驰豫与Mg受主激活的变化规律，以期提高短周期p-AlGaN/GaN超晶格中的空穴载流子浓度。实验表明，超晶格应变驰豫造成的阱垒应变分配是增强Mg受主激活的主要原因。超晶格应变驰豫所引发的阱垒应变分配，适度地减小了压电极化造成的阱内能带倾斜，遏制了离化受主和空穴的屏蔽作用，从而提高了超晶格Mg受主激活率，使空穴载流子浓度达到1018cm-3量级。　　 （四）为了实现自支撑GaN基脊形原型激光器的电注入激射，完成了如下相关工作：（1）研究了Cl2/SiCl4/Ar对不同Al含量AlGaN/GaN超晶格的反应离子刻蚀特性及n-GaN刻蚀损伤，成功地解决了高Al含量AlGaN与GaN材料之间的非选择性刻蚀问题；（2）采用光学方法研究了开裂激光器样品的激光剥离损伤，实验表明高能入射光子会通过裂纹被内部InGaN量子阱结构吸收，使得In组分发生固相扩散造成量子阱损伤；（3）优化工艺流程和参数，解决了脊形结构钝化及其电极制备的难题。所得脊形结构相比条形结构脉冲阈值电流降低了约30％，占空比由1/10000提高至1/2500。并创新地采用激光剥离技术（LLO）实现了自然解理腔镜面脊形结构原型激光器。