窄线宽半导体激光器在光学测量和光通信领域有着十分广泛的应用。在许多系统中,如全光纤测速干涉仪,光纤载波传输系统等,激光器的线宽特性对于系统精度有着决定性的作用。本文分析了单纵模窄线宽半导体激光器的发光机理和光谱特性;基于光纤马赫—曾德干涉结构,设计了全光纤自外差线宽测量系统,具有精度高,结构简单,应用范围广等优点。通过分析光电流谱和光源光谱二者之间的关系,以及光纤长度,光电探测器性能等对系统的影响,本文对具体的测试方案进行了讨论,提出了利用短光纤自外差零拍法测量窄线宽半导体激光器线宽的方法。本文采用了编写软件的方法替代了传统的硬件频谱仪,使得仪器结构更加紧凑,成本也得到降低。本文最后利用数学工具Matlab对所设计的方案进行了模拟,并依据仿真结果搭建了延时光纤长度为500m的线宽测量系统,对实验室一台中心波长为1550nm,标称线宽值为160Khz的DFB单模半导体激光器光源进行了测试,测试结果为152.6Khz,其精度在理想范围内。实验结果证明了全光纤自外差线宽测量系统在窄线宽激光器线宽测量领域的优越性。