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单模垂直腔面发射激光器(VCSEL)由于其输出激光具有稳定性高、相干性好、光束质量高等优点被广泛应用于高速光纤通信，自由空间光互连和光存储等领域。为了使得光波能够在出光孔内部发生全反射，传统的VCSEL利用出光孔周围包层折射率比芯层低的波导结构以产生单基横模的光，然而这种结构的缺点在于，当出光孔直径大于某一极限值(约3μm)时激光器将难以避免地激射出一阶横模的光。为了解决这一问题，反波导结构应运而生了，与波导结构相反，反波导结构出光孔周围包层的折射率大于芯层，而且光波的基模和一阶横模都有来自侧向的辐射损耗，但由于一阶模的损耗大于基模(约为基模的4倍)，其激射时的阈值电流也将大于基模，因此在二者的阈值电流之间激光器能够表现出良好的单模特性而无需受到波导结构VCSEL孔径大小的限制。近些年，对于反波导垂直腔面发射激光器的研究已经成为热点。本论文通过对激光器芯层，第一包裹层和第二包裹层折射率的研究，分析计算出了不同包裹层厚度所对应的基模和一阶横模侧向辐射损耗的不同，以作为设计激光器的理论依据，外延生长并工艺制作出了反波导VCSEL器件，并进行了基本的测试，得出了相应的结论。主要工作可以概括为： 1.简单介绍了VCSEL的基础理论，模拟计算了激光器DBR的反射率，量子阱有源区的光增益谱，出光孔芯层的有效折射率和光学谐振腔的激射波长等参数。 2.详细介绍了反波导VCSEL的各项理论，包括简单反波导结构，反谐振反射光波导结构和简化反谐振反射光波导结构，计算了反谐振反射光波导结构结构不同第一包层厚度时基模和一阶横模的侧向辐射损耗，并由此得出了最佳第一包层厚度的值，然后分别计算出了最佳第一包层厚度时基模与一阶横模的阈值电流密度。 3.简单介绍外延生长的设备EMCORE D125型MOCVD，并通过具体的生长实验和测试说明了外延材料各种参数控制与调节的方法，确定了最优的生长条件后利用二次外延工艺生长了反谐振反射光波导结构VCSEL。 4.对外延生长出来的反谐振反射光波导结构VCSEL进行工艺制作后，分别测试了其电学特性和光学特性。