近年来,随着物联网、人工智能、5G通信等信息技术的发展,具有性能稳定、可靠性好、集成度高的光子集成器件已成为各类新型光通信系统的技术基础,而硅光子集成器件不仅能满足大多数光通信系统,还可以与成熟的互补氧化物半导体制造工艺兼容,因此硅光子集成是光通信产业的热门话题之一。由于硅的间接带隙结构不能有效发光而使得硅光子集成面临巨大挑战,所以硅基异质集成激光器无论在学术界还是工业界都具有重要的研究意义。本文围绕倒装键合和激光诱导前向转移技术将Ⅲ-Ⅴ族激光器与硅基无源波导芯片集成,为高性能的硅光子集成片上光源提供理论模型和器件原型设计。论文首先阐述了硅基异质集成研究的背景和意义,并详细讨论了国内外硅基片上异质集成光源技术、键合技术的研究现状。其次,常规的束传播法求解基础上引入了一种通过求解全矢量波动方程的有限差分束传播法。基于半导体光发射和光在波导中的传输理论基础,提出通过倏逝波耦合的硅基异质集成Ⅲ-Ⅴ激光器结构模型。Ⅲ-Ⅴ激光器通过倒装键合至硅基芯片侧面,通过控制两者的结构尺寸,使其紧靠时倏逝波能以较大的耦合效率转移至硅基无源波导中传输。仿真结果表明,当有源区、无源区中心在同一高度,左右横向间隔在1μm时光耦合效率为82%;当扩大至6μm时为66.7%。并且在倒锥形激光器的耦合结构中倏逝长度为48μm。再者,关于激光诱导前向转移的光热效应物理机制,建立以铟膜作为供体的移动边界一维热传导方程。我们数值分析了当铟膜厚度分别为25nm、40nm、60nm,紫外激光照射能量为3m J、6m J、12m J时薄膜熔融边界以及温度随时间的变化,为中间键合层的铟柱成型工艺提供了指导。接着我们围绕试验过程中有源器件和无源器件的键合对准标记进行了设计,提出了一种十字、游标对准标记。在硅转接板电极上蒸发沉积生长铟柱,并尝试在法国SET公司FC150半自动高精度倒装键合机上进行了某一型号半导体激光器键合试验,初步摸索了热超声效应键合的压力、温度、时间等工艺参数。最后对论文的研究内容和结论进行总结,并对后续工作进行展望。