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可调谐光栅外腔半导体激光器是一种采用半导体增益器件并依靠光栅选模的固态激光器，具有波长调谐范围大、光谱线宽窄、功率大等优点，在光纤通信、光谱测试、计量检测、生物医学成像等多领域均有重要应用前景。而Stranski-Krastanow模式下生长的自组织量子点材料具有较大的尺寸非均匀分布和高能态易填充的特性，有利于获得宽增益谱，已经被用来研制各类宽带光源。本论文基于自组织量子点材料的宽增益谱特征，开展了量子点超辐射发光管等增益器件和不同调谐波段的外腔量子点激光器的研究工作，主要研究内容和结果如下: 1.优化了量子点增益器件的干法刻蚀工艺，并结合腔面镀双层减反射膜，有效抑制了器件的激射，实现了量子点增益器件在较大连续工作电流下的稳定工作。 2.研制出1.0-1.2μm波段可调谐外腔量子点激光器，考察了增益器件结构、腔面状态等对外腔调谐特性的影响。在450 mA连续电流下实现了137 nm(1055 nm-1192 nm)的调谐带宽，覆盖了量子点基态、第一激发态和第二激发态，最大单波长输出功率可以达到23 mW。 3.研制出GaAs基1.3μm波段可调谐外腔量子点激光器，考察了增益器件结构、刻蚀工艺、腔面状态、工作电流对外腔调谐特性的影响。结果显示，采用干法刻蚀工艺并结合腔面蒸镀双层减反射膜制备的弯曲波导增益器件可有效抑制内腔激射、增大外腔调谐带宽。在800 mA连续注入电流下实现了139 nm（1222 nm-1361 nm）的外腔连续不间断波长调谐，其来自于量子点及InGaAs应力缓解层的共同贡献。该调谐带宽指标是1.3μm波段外腔量子点激光器研究中的国际最好结果。实验发现了该外腔激光器的调谐特性与工作电流的特殊依赖关系。在600 mA以下的较小注入电流下，外腔激光器仅能在以1340 nm为中心的长波区实现调谐，其来自于量子点的贡献。在700 mA-750mA范围的电流下，外腔激光器可在长波区和以1250 nm为中心的短波区实现调谐，其短波区的调谐来自于InGaAs应力缓解层的贡献。继续增大工作电流至800 mA以上，上述两个调谐区域相连接，实现了波长的不间断连续调谐。 4.研制了接近1.5μm波段的InAs/InP量子点可调谐外腔激光器。考虑电流效应，实现了85 nm(1383 nm-1468 nm)的调谐带宽。分析了阈值电流、输出功率随调谐波长的变化关系。