回音壁型微腔激光器具有高品质因子和小的模式体积等优点，是片上光通信的理想光源。通过对微腔结构、尺寸的设计和优化，可以实现对腔内模式Q值和光谱的有效控制。双波长微腔激光器具有高稳定性和可集成等特点，可以用来产生微波和太赫兹波信号;还可以取代两个独立的激光器，作为产生光频梳的种子源。本论文主要围绕着双波长微腔激光器的研制及其在光频梳中的应用而展开，主要研究内容和创新点如下:　　为降低正方形微腔激光器的模式损耗并增大其模式间距，我们提出了将正方形微腔的直边用弧边代替。基于射线分析和有限元法对变形正方形微腔激光器的模式特性进行分析。弧边的引入能够增大横模间距并提高模式的品质因子。实验制备了切向连波导的AlGaInAs/InP弧边正方形激光器，在1550nm附近实现均匀双模激射，双模间距从0.43增大到5.39nm，边模抑制比大于24dB，与数值模拟结果吻合地很好。　　通过改变谐振腔的尺寸和波导宽度，实现了模式间距从1.11～0.36nm变化的双模方形微腔激光器，边模抑制比高达41dB。采用非零延时自外差的方法，测的单模器件的线宽为20MHz。双模器件拍频信号的线宽小于模式自身的线宽，说明了两个模式之间具有较强的相干性。通过双环路光注入反馈技术将单模器件线宽和双模器件拍频信号的线宽压缩到1.4kHz和100kHz。　　基于双模正方形微腔激光器和单行载流子光电探测器，探测到了72.2和103.2GHz的亚太赫兹波信号。将双模正方形激光器作为种子源，利用高非线性光纤，产生了带宽50nm，重复频率103.2GHz的光频梳。采用频率分辨开关探测了其时域的脉冲信号，脉冲周期为9.8ps，脉宽1ps，消光比强，且相位平坦。提出了一种基于布里渊效应的非线性光纤环路，在布里渊效应和增强的四波混频效应作用下，产生了重复频率为76.3和107GHz，带宽可大于150nm的光频梳。　　将两个半径为12μm的微盘激光器与光波导集成在一个芯片上，实现了间隔从0.18到2.49nm的可调谐双波长激射。利用非线性光纤，获得了通道间隔在50～300GHz的相干的多波长光源。　　将正方形微腔与法布里珀罗腔直接相连形成高性能的耦合腔激光器。在实验上制备出不同尺寸的正方形-FP耦合腔激光器。实现了边模抑制比为44dB，单模光纤耦合功率3.2mW，波长可调谐范围20nm的单模激射。此外，还实现了波长连续调谐10nm，波长间距4nm，边模抑制比大于35dB的双模激射。