全光信息处理是未来全光网络发展的关键技术。半导体分布反馈(DFB)自脉动激光器和半导体锁模激光器是全光信息处理中解决全光时钟恢复问题、实现全光再生技术的关键器件。本论文围绕这两种器件开展了以下几方面的研究工作:　　 1.根据双DFB自脉动半导体激光器拍频的原理,设计制作了变脊宽串行双DFB自脉动激光器。制作了折射率耦合型变脊宽两段式DFB自脉动激光器,可以产生2.2 GHz到459 GHz的连续的可调双模拍频频率,器件在该项指标上处于国际领先水平；同时制作了部分增益耦合型变脊宽两段式串行双DFB自脉动激光器,可以产生24.8 GHz到160 GHz的连续的可调双模拍频频率。　　 2.利用所研制的器件成功地实现了40 Gb/s的231-1伪随机归零码的时钟提取,提取时钟的时间抖动为219 fs。系统地测试和分析了不同实验条件,尤其是注入信号的波长以及双DFB激光器光强差对于提取时钟质量的影响；同时利用所研制的器件开展了边模注入锁定实验,通过将10 GHz的光脉冲注入到器件中,实现了对30 GHz、40 GHz、50 GHz和60 GHz的信号锁定,展示了器件作为ROF系统高频副载波光源的又一应用前景。　　 3.首次设计和制作了并行DFB激光器与Y波导集成的时钟恢复器件,器件的有源部分和无源部分采用对接生长技术实现,该器件的结构能够使并行DFB激光器的出光功率以及进入到两DFB激光器的注入光功率得到一定程度的均衡,有利于提取稳定和更高质量的时钟。该器件的自脉动连续可调谐范围为22 GHz-43.5 GHz,利用该器件开展了时钟恢复实验,结果表明较小的注入信号功率就能够实现时钟信号的提取。在此基础上提出了改进型并行DFB激光器+SOA与Y波导集成的自脉动时钟恢复器件设计。　　 4.设计和制作了张应变量子阱被动锁模激光器,实现了35.6 GHz的光脉冲输出,其微波频谱线宽为300 KHz,信噪比高达50 dB,脉冲宽度为1.03 ps。就所得到的光脉冲宽度而言,所研制器件在国内外报道的同类器件中处于先进水平。