半导体可调谐激光器由于其小尺寸、长寿命以及较高的光电转换效率等优点,在光通信、传感探测等领域有着广泛应用。其中,V型腔可调谐激光器具有高边模抑制比、宽调谐范围等优点,同时凭借其特有的选模结构-半波耦合器,避免了多次外延或光栅刻蚀,器件制作简单。基于Ga As/Al Ga As材料体系的可调谐激光器在激光雷达、血液检测等领域扮演着重要的角色,而这些领域始终对可调谐激光器有着高性能、低成本、易于集成的要求,这也正是V型腔可调谐激光器的优势所在。因此,本文围绕Ga As基V型腔可调谐激光器,开展了激光器设计及器件制备工艺的研究。本文的主要研究内容及结论如下:1)V型腔激光器器件结构设计:对V型腔激光器中的关键结构弯曲波导以及半波耦合器进行了设计与优化。首先基于光束传播法,设计了针对解离面V型腔激光器的弯曲波导,通过优化其几何参数,使光束传播损耗保持在15%左右。随后深入分析了耦合系数与耦合相位对V型腔激光器模式选择能力的影响,设计了半波耦合器,最终确定耦合器长和宽分别处于19μm和1.5μm左右时可以使V型腔激光器模式选择能力达到最大。2)V型腔激光器调谐性能提高:基于波长调谐过程中V型腔激光器的温度分布,提出了加入隔热结构的方案提升激光器的调谐效率。通过建立的V型腔激光器温度分布模型和热应力分布模型,深入分析了隔热结构位于激光器中不同位置带来的影响,优化后的隔热结构可以使激光器调谐效率提高2.5倍。3)V型腔激光器工艺研究及制备:基于半导体加工工艺,制备了V型腔可调谐激光器样品,并对制备中所涉及的各个工艺步骤进行了参数的优化。在光刻步骤中,通过加入辅助对准的光刻标图形,保证了2μm宽的窄脊波导在电极套刻中与光刻版电极图形的对准;在刻蚀步骤中,采取干法刻蚀及湿法腐蚀相结合的方案,保证了脊波导的精确高度与良好形貌。最终对所得到的样品进行了初步测试,结果表明激光器输出波长946.15 nm,边模抑制比20 d B,阈值电流24 m A,输出功率20 m W,线宽0.06nm。