由于载流子在三个运动维度受到量子限制，半导体量子点具有类似于原子的分立能级，并展现出许多独特的光学和电学性能。相比于传统的量子阱激光器，半导体量子点激光器应具有更低的阈值电流密度、更高的微分增益、更高的温度稳定性以及更高的调制速率等优越性能。目前，发光波长在1-1.3微米范围的InAs/GaAs量子点体系已被广泛深入研究，并在很多方面已证实了上述的优异材料和器件性能。而在更长波长范围则需要采用InAs/InP量子点体系。InAs/InP量子点体系因其较小的晶格失配，其辐射波长能覆盖1.4-2.0微米这一超宽范围，这在光纤通信，气体检测，生物医疗等很多领域具有广泛的应用前景，是目前半导体激光器领域的研究热点。本论文以实现高性能InAs/InP量子点激光器为目标，开展了量子点材料外延生长以及激光器应用研究，并取得了如下研究结果:　　1.采用高Ⅴ/Ⅲ比生长波导层及隔离层InGaAsP材料。温度低至510℃，InGaAsP材料仍维持了良好的光学和晶体质量。通过对生长参数的系统优化（如温度、生长速率、淀积量、Ⅴ/Ⅲ等）以及生长界面As/P互换的控制，在InP(001)面上，生长出了高质量的量子点材料，量子点面密度达到4.4×1010 cm2以上。　　2.通过采用改变生长停顿Ⅴ族保护，成功实现InAs/InP量子点发光波长在1.3-1.7微米范围可控调节。　　3.采用两温结合生长盖层技术成功地改善了量子点尺寸的均匀性。在540℃退火并生长第二盖层条件下，相比于低温生长第二盖层样品，五层结构量子点光致荧光谱峰值强度明显增强，半高宽从123 meV减至87 meV。此外，外延片整片均匀性得到明显提高，这对提高器件的工艺制作成品率尤为重要。　　4.叠层量子点结构是提高量子点密度最常用和最有效的方法，我们采用两温结合盖层技术生长叠层量子点结构，有效克服了应力穿透对叠层量子点结构的影响。单层至七层，量子点光致荧光峰值强度随着层数近线性增加，其半高全宽几乎保持不变，确立了高性能叠层量子点结构的生长条件和技术。　　5.激光器制作方面，采用标准光刻和湿法刻蚀技术，通过对腐蚀速度、光刻晶向、电介质SiO2层生长速度及温度优化、欧姆接触层退火条件等条件的摸索，确立了InAs/InP量子点激光器的工艺制各技术。实现了1.55微米InAs/InP量子点激光器室温连续激射，单面输出功率75 mW以上，内量子效率高达50.2％，无限腔长激光器阈值电流密度低至平均每层202 A/cm2。　　6.针对目前1.55微米波段半导体激光器特征温度（T0）较低(小于120 K)这一问题，通过对量子点激光器的增益损耗机制进行分析，提出采用提高限制势垒以及提高量子点生长停顿间隙AsH3保护流量来促进量子点充分熟化，实现了高特征温度InAs/InGaAsP/InP量子点激光器的制备，两次打破世界纪录，20-60℃温度范围，激光器特征温度高达353K，大幅高于目前己报道的该波段半导体激光器T0世界最好水平(113 K)。