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自组装量子点材料具有本征的尺寸非均匀性导致的光增益谱展宽特性，在宽光谱光电子器件中有着广阔的应用前景。本论文利用自组装量子点的宽增益谱特性，在GaAs基短波长InAlGaAs/AlGaAs量子点及亚单层InAs/GaAs量子点的材料生长、光学性质、超辐射发光管器件等方面开展了深入系统的工作，取得了一些具有创新性的研究成果。
本论文的主要内容与成果如下：
1.短波长InAlGaAs/AlGaAs量子点生长及性质研究。优化了衬底温度、沉积量、InAlGaAs量子点中Al的组份、AlGaAs势垒中Al的组份等生长和结构参数，获得了密度较高、光学质量较好的短波长InAlGaAs/AlGaAs量子点材料，并利用光致发光方法对量子点的光学性质进行了研究。为短波长量子点超辐射发光管器件的研制打下了基础。
2.短波长InAlGaAs/AlGaAs量子点超辐射发光管研究。在优化材料生长参数和工艺条件基础上，制备了室温脉冲工作、输出功率为18 mW、中心波长为884 nm、光谱半高宽为37 nm的短波长量子点超辐射发光管器件。这是首次利用量子点材料制备的短波长量子点超辐射发光管器件。
3.首次发现了J形波导结构超辐射发光管器件中，由弯曲波导腔面和直形波导腔面测量的P-I曲线存在交叉现象，并给出了定性及定量的解释。分析指出，该现象源自于弯曲波导部分由于波导的弯曲导致的额外光损耗。由此发现，弯曲波导损耗是影响J形波导超辐射发光管输出功率的重要因素。
4.亚单层InAs/GaAs量子点超辐射发光管研究。首次利用InAs/GaAs亚单层量子点研制出了量子点超辐射发光管器件。器件在室温脉冲条件下工作，输出功率为24 mW，中心波长为971 nm，光谱半高宽为16 nm。