近年来，随着用户对视频点播、高清交互式网络电视（IPTV）、高速互联网及3G/4G移动回传等宽带业务需求的持续快速增长，推动光通信朝着高速、大带宽和长距离方向迅速发展。40G/100G密集波分复用（DWDM）设备已在骨干网试用，并逐步渗入城域网，万兆以太网无源光网络（10G-EPON）已在接入网规模部署。光网络的每一次跃进都离不开先进的光电器件技术，包括光电集成技术、封装技术等。10Gb/s小型化带制冷电吸收调制激光器（EML）组件是高速光通信系统的关键光电器件。因其性能好、成本低、外形尺寸小、可靠性高和应用广泛，成为国内外光器件厂商和各大研究机构的研究热点。本课题正是在此背景下开展并成功研制出样机。本文第一章介绍10Gb/s小型化带制冷电吸收调制激光器组件国内外研究现状，分析其关键技术—封装和制冷技术，研究了激光器组件的两种封装形式：晶体管外形（TO）封装和方盒型带制冷光发射组件（box-type cooled TOSA）封装。基于工艺的考虑，决定先研制box-type cooled TOSA封装激光器组件；第二章介绍10Gb/s小型化带制冷EML组件的基本结构及相关元器件原理，并对其散热和耦合光路进行详细的理论分析和数值模拟，为器件的热设计和光路设计奠定理论基础；第三章首先分析10Gb/s微型器件多源协议（XMD-MSA）对激光组件的要求，再完成其热设计及光路设计，最后完成相关元器件的选型；第四章简述10Gb/s小型化带制冷EML组件的封装工艺，并对研制样机进行全面测试，测试结果能较好满足XMD-MSA多源协议和应用要求。