与基于光学放大器的马赫-曾德干涉仪(SOA-MZI)和非线性光纤环路镜(NOLM)相比,半导体环形激光器无需解理端面或光栅提供光反馈,并且它还具有集成度高、成本低、光学双稳态、良好的波长选择性等优点,所以一直受到科研人员的广泛关注。随着研究的不断深入,其应用领域已从激光陀螺和集成光源拓展到光学标签交换、可调谐滤波器和光存储器等方面。因此,半导体环形激光器被认为是构建大规模光子集成回路的最具潜力的器件。本文首先对InP基多量子阱环形激光器的结构进行设计。通过分析材料特性、波导结构、环形谐振腔半径以及耦合间距对器件性能的影响,设计了脊宽为2μm、刻蚀深度为1.8μm的脊型波导结构。基于波动方程和耦合模理论,仿真分析了弯曲损耗随环半径的变化,以及耦合间距对耦合效率的影响,考虑到现有的工艺设备,设计了耦合间距1.0μm、环半径为350μm微环激光器,相应的耦合效率为5%。然后从半导体激光器的基本理论出发,推导出单波导耦合微环激光器的阈值电流密度表达式,以及它与多量子阱结构参数的函数关系。采用器件仿真软件ATLAS建立了等效的环形激光器模型,对量子阱数、阱宽和垒厚对阈值电流及其温度特性的影响进行了数值模拟,仿真结果表明,最佳的多量子阱结构参数为M=5、dw=10nm和dB=10nm。在此基础上,基于特征温度理论模型分析了半导体微环激光器在不同环半径时的温度特性。最后,根据优化的材料和器件结构参数,实验制备出AlGaInAs/InP多量子阱环形激光器,并对器件的光学和电学性能进行了测试。测试结果表明,微环半径为350μm时的阈值电流Ith为56mA,激射光谱的中心波长为1563.7nm,边模抑制比SMSR超过20dB,光谱峰值的半高宽FWHM约0.1nm。