提高半导体激光器的输出功率及电光转换效率一直是国内外的研究热点。本文针对应用在低温环境下的半导体激光器，优化其外延结构中波导层的材料组分，有效降低了器件的串联电阻，使其在低温环境中有更好的性能表现。制备了腔长为2.5 mm的940 nm半导体激光阵列(巴条)，并在－65～5 ℃的温度范围内对其进行性能表征。对比波导层优化前后两种结构的低温特性，结果显示，优化后的外延结构在低温下的性能大幅提升。由于低电阻特性，优化后的外延结构在－65 ℃、占空比为8%(200 μs，400 Hz)的准连续条件下的最大电光转换效率高达82.3%，远高于结构优化前的78.5%，而且其在1000 W输出功率下的电光转换效率为71.3%。

研制了双沟型脊波导结构的1 060 nm分布反馈激光器.和普通脊波导激光器相比，该器件能提高在连续条件下的侧模稳定性.单模最大输出功率达到300 mW边模抑制比大于45 dB.采用该激光器进行泵浦周期性极化铌酸锂晶体倍频实验，得到的绿光功率为3 mW,该方案将成为低成本绿光光源实现方案.

为实现高效率、小型化、可调谐、室温下稳定运转的半导体太赫兹(THz)波源，提出了采用光子集成技术，将两个并联的分布反馈(DFB)激光器与无源多模干涉耦合器(MMI)集成，输出THz 拍频抽运光束的方案。两DFB 激光器的光栅布拉格波长设计偏调为4.8 nm(0.6 THz)，通过改变集成器件中DFB 激光器的注入电流进行波长调谐，每路DFB 能够达到3.9 nm 的波长偏调。将拍频光束通过单模光纤耦合到频域分辨光学门(FROG）中对THz 拍频光束空间拍频包络进行测量，在不同的DFB 区注入电流下，证实了集成芯片在0.184~1.02 THz 频率调谐范围内可室温连续输出用于产生THz 波的有效THz 拍频光束。

设计并制备了大功率高光束质量的1060 nm 波长的非对称波导半导体激光二极管.本激光二极管包含压应变InGaAs/GaAs双量子阱和GaAs/AlGaAs分别限制结构。为提高激光二极管的大功率性能，设计激光器二极管的垂直结构具有小快轴远场发散角，大光斑面积及低腔面光能密度，低光腔内吸收损耗和高内量子效率等性能。通过引入4 μm厚弱光限制Al0.1Ga0.9As波导，激光器二极管的远场发散角降到20°，光斑宽度增到接近1 μm。量子阱位置偏调后得到的薄上波导层非对称波导结构可以使激光二极管即使在大电流注入时也能保持高的内量子效率。根据以上设计，分别制备了50 μm 宽条和窄条脊波导激光二极管。2 mm 腔长的宽条激光二极管得到1.3 W连续光功率。单模脊波导激光器的直流光功率为600 mW。