激光线性调频技术能使激光器输出的光频率在一定时间内线性变化。频率线性变化的单模激光光源在调频连续波(FMCW)激光雷达、光频域反射计(OFDR)、3D成像、相干原子操纵、相干光谱分析、高分辨率光谱仪等领域有广泛应用。光电负反馈线性调频技术有着控制精度高、调谐速率稳定、能实现大调谐速率、能实时监控等优势，是线性调频技术的当前研究热点。基于这一背景，本论文围绕半导体激光器的光电负反馈线性调频技术进行了研究，主要内容如下:　　1.研究了自外差测量的输出信号特性，从理论上分析了激光器噪声对输出信号频谱成分的影响，并从实验上研究了延迟线长度和激光器线宽对自零差测量输出信号的时域影响。延迟线长度影响调频激光的各种噪声成分在测量信号中的体现，也影响调频的测量精度。基于这一研究结果，针对大线宽激光器提出了长延迟线的测量方法。设计鉴频反馈电路，实现了半导体激光器的线性调频，线性调频范围10GHz，调谐速率300MHz/ms。反馈后拍频频率变化量显著减小。利用自零差测量和希尔伯特变换进行数据处理，分析了光频变化，考察了激光器的调谐特性及调谐非线性，实验结果表明反馈后光频随时间变化的线性度显著提高。本文设计的鉴频反馈技术可以大大简化系统复杂性。加长的光纤延迟线可以避免激光器噪声对鉴频的影响，使该系统对激光器的适应范围更广。　　2.针对高相干的激光应用，本文还研究了基于光学锁相的光电负反馈线性调频技术。分别从时域和频域上分析了线性调频负反馈系统，特别是进行了详细的频域分析。给出了各部分元件的传递函数，包括自零差测量结构的传递函数，最终给出系统的传递函数，分析了环路稳定性。给出环路噪声模型，分析噪声对环路锁定的影响。还分析了半导体激光器的频率响应和环路延时对环路带宽的影响。设计了一个光学锁相环，鉴相电路将调频非线性转换成误差信号进行反馈锁定，环路锁定后误差信号趋近于零。分析了环路锁定前后的光电探测器输出的拍频信号的频谱。光频随时间的变化曲线表明环路锁定后激光频率变化的线性度显著提升。激光器调频范围超过6GHz，调谐速率700MHz/ms。