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面对信息量的不断攀升，人们对光纤通信的带宽给予了更高的期望。半导体量子点激光器由于三维量子限制效应，展现出了低阈值电流、高调制速率、高温度稳定性及低线宽增益因子等优越特性，有望成为下一代光通信系统的重要光源。1.3微米InAs/GaAs量子点激光器在高速局域网通信和高速数据交换系统等领域中有重要的应用前景，是目前半导体激光器领域的研究热点。本论文以实现高性能1.3微米InAs/GaAs量子点激光器为目标，借助速率方程模型，从载流子动力学角度对激光器调制性能进行了研究。此外，基于分子束外延开展了材料的外延生长、器件制备与性能分析，并取得如下研究结果: 1、通过建立包含基态、激发态和浸润层三个能级的速率方程模型，对双态激射量子点激光器在基态激射区域、由基态向双态激射转变区域以及双态激射区域的大信号调制特性进行了研究。研究发现基态、激发态激射激光调制光信号在由“0”电平向“1”电平或由“1”电平向“0”电平转化过程中，弛豫振荡的稳定时间与驱动信号终态电流存在密切的关系。在转变区域，激发态激射使得基态、激发态激射激光过冲功率和稳定时间突然增加，因此导致了混乱的眼图。双态激射区域中，激发态激射激光展现了比基态激射激光更优越的大信号调制能力。 2、实验测量了双态激射激光器总输出光在由基态向双态转变过程的大信号调制眼图。发现其调制能力随偏置电流增加并没有发生明显变化。借助速率方程模型，从理论上得到了与实验一致的结果。这种现象主要是由于在弛豫振荡过程中，基态和激发态激射激光光功率存在明显的互补现象，其导致了总输出光提前达到稳定状态。因此，总输出光的大信号调制能力并没有受到转变过程的影响。 3、自主编译了一套针对MBE设备RHEED衍射图样的图像分析系统，实现了对MBE衬底温度、材料生长速率标定的功能。通过对RHEED衍射图样明暗变化的图像分析，增加了衬底温度和材料生长速率标定的准确性。同时集成了三维图像分析、视频及图像存储、参数计算等功能，可更好的辅助MBE生长与记录。 4、研究了不同生长条件对量子点材料的影响。通过对生长条件的优化，使量子点密度达到了5.3×1010cm-2。制备了脊宽为30μm的InAs/GaAs量子点激光器。其中，七层量子点激光器的双面斜率效率达到了0.82W/A。Si掺杂的五层量子点激光器室温阈值电流密度低至94.4A/cm2，单层量子点的阈值电流密度则仅为18.9A/cm2。其在140℃，连续电流注入下仍可实现激射。