本文主要围绕应用于ROF光载无线通信系统里的高线性激光器阵列芯片结构进行了深入研究。本文通过对高线性大功率激光器中光栅结构对其腔内电场强度和增益耦合系数的分布原理进行深入研究分析,并使用多相移光栅(multi phase shifted,MPS)、节距调节光栅(corrugation pitch modulated,CPM)、分布耦合系数光栅(distributed coupling coefficient,DCC)等对高线性大功率激光器中的光栅结构进行仿真优化,并通过测试验证提高了激光器阵列芯片的边模抑制比和线性指标。本文的创新点和工作分为如下几个部分:(一)设计优化了增益耦合型光栅结构:通过利用多相移、节距调节、分布耦合系数相结合,实现对光栅结构的优化,使电场强度在激光器腔内的横向分布非常均匀,同时增益耦合系数在激光器腔内的纵向分布非常均匀,极大地提高了激光器的边模抑制比,很好的实现了激光器阵列的单模特性。增益耦合型光栅应用于四通道激光器阵列,实验测试结果证明:阈值电流降低至11mA,输出功率高于lOdBm,边模抑制比达到41dB。(二)本设计采用AlGaInAs应变多量子阱材料,能有效地阻止高温下载流子的泄漏,提高量子效率。载流子由高能态散射跃迁到低能态的驰豫时间缩短,有效降低激光器阵列的复合二阶失真(CSO,Composite Second-Order)和复合三次差拍(CTB,Composite Triple-Beat),满足激光器阵列的线性指标。仿真和实验测试结果一致表明:复合二阶失真为-66.3dBc,复合三次差拍失真为-68.1dBc,均小于所要求的-60dBc指标,实现高线性激光器阵列芯片的线性化指标。另外,为了实现光子器件高度集成化,本文在上述AlGaInAs材料基础上,深入研究了掺铒硅基材料在高集成硅基微波光子芯片方面的应用,以及实现可编程、可配置的硅基微波光子芯片的发展。