半导体激光器由于其具有尺寸小、输出光功率高、电光转换效率高、激射波长范围宽且易于调控、寿命长、可靠性高等优点,在激光泵浦、材料加工、医疗美容及军事领域应用中极为广泛。随着激光器应用需求的不断增大,对高功率半导体激光器的光电性能和可靠性提出了更高的要求,尤其是器件高温工作领域的应用,工作环境恶劣,激光器面临着相对较高的环境温度和工作温度,在很大程度上影响半导体激光器的光电性能和可靠性。因此,研究不同温度下制约半导体激光器光电性能和可靠性的主要因素,对高功率半导体激光器的电光转换效率提升和可靠性研究有重要的指导意义。本论文通过对半导体激光器测试表征与仿真优化,研究温度的器件光电性能的影响以及各个能量损耗随温度的变化关系。此外,通过加速寿命老化试验,外推器件的平均寿命,分析器件的失效机理。针对以上课题,本论文主要做了以下几部分工作:（1）高功率半导体激光器外延结构设计是影响器件光电性能的关键因素之一,本文以9xxnm高功率半导体激光阵列芯片作为研究对象,分析了影响芯片增益,阈值条件,内损耗,量子效率等主要因素,并且对有源区材料组分、波导层材料组分、厚度进行优化设计仿真。仿真结果表明,优化N型、P型波导层及包层Al组分,当芯片工作温度为60°C,波导层Al组分为20%时,电光转换效率最大。（2）针对高功率半导体激光芯片工作温度升高易引起芯片性能退化的问题,量化温度影响芯片稳定性的主要因素,自主搭建了高功率半导体激光列阵芯片测试系统,研究15°C-60°C半导体激光列阵芯片的温度特性,分析了五种能量损耗分布及其随温度的变化趋势。实验结果表明,当温度由15°C升高至60°C,焦耳热损耗由21.70%降低至20.72%,电压损耗从1.50%减小到1.47%,自发辐射占比在14.84%-19.14%之间,载流子泄漏占比从2.3%迅速上升至11.36%,是造成芯片热不稳定性的关键原因,该研究对提高高温下半导体激光芯片电光转换效率提供了重要的参考。（3）围绕大电流驱动下半导体激光器的寿命降低和可靠性变差的问题,开展半导体激光器可靠性和失效机理研究,以500A-1000A六个不同应力点进行电流步进应力加速寿命老化试验,实验采用逆幂律模型计算得到器件在500A条件下连续工作的平均寿命为118.58h。并采用显微镜,扫描电子显微镜（SEM）,电致发光（EL）图像分析器件的失效机理,研究器件的可靠性。经过实验分析得出以下结论。依据SEM和EL图像分析器件发生失效主要有两方面原因:一是器件两端电压过大致使器件被击穿从而引起突然失效;二是由于器件腔面因局部过热产生暗点缺陷,造成EL图像部分单点不出光,使器件输出功率降低,进而使腔面温度进一步升高,形成正反馈导致器件失效。