包括谐振腔发光二极管（RCLED）与垂直腔面发射激光器（VCSEL）在内的GaN基谐振腔发光器件其波长可覆盖从深紫外至近红外波段,且与传统的LED相比具有高调制速率、良好方向性、高发光效率、高光提取效率、光谱纯净等优点,在半导体照明、光存储、可见光通信、生物医疗、以及高分辨率激光显示等领域有极好的应用前景。GaN基半导体中的激子束缚能和振子强度大,因此GaN基谐振腔发光器件也是一个研究谐振腔量子电动力学（CQED）的很好的平台,在量子光学领域非常适于制备高效率单光子源、激子极化激元激光器等新型光电器件。但是,电注入GaN基谐振腔发光器件目前仍面临着一些困难,如高Q值电注入谐振腔的制备、谐振腔内横向光场限制、器件散热、以及绿光发光器件中的效率低下问题。针对以上问题,本文围绕绿光电注入GaN基RCLED与VCSEL等微腔发光器件的研制,在器件结构设计、工艺开发、器件制备、以及器件性能测试与表征等方面进行了认真细致与系统的研究,主要工作包括以下几个方面:1.分析了 GaN基谐振腔发光器件的工作原理、不同材料DBR的反射率和穿透深度、以及谐振腔内的纵模极其驻波分布;研究了谐振腔内模式的增益增强因子以及有源区厚度和位置对光电耦合的影响。2.制备了具有高Q值的电注入绿光GaN基RCLED:通过优化GaN谐振腔制备工艺,大幅度降低了谐振腔内的吸收与散射损耗,并在谐振腔中引入横向掩埋波导结构,大幅度降低了光场的横向泄漏以及衍射损耗,最终实现了 Q值为6039的电注入绿光RCLED,为目前电注入GaN基谐振腔发光器件中最高值。通过DBR与横向掩埋AlN波导结构成功实现了对谐振腔内模式的三维光场限制,观察到了三维限制光子态,并对其进行了系统分析与测量。3.制备了发光波长随注入电流可调谐的绿光RCLED:实验验证了增益增强因子对器件发光性能的影响,使用具有可调谐宽增益谱的InGaN量子点（QD）作为有源区材料,结合不同模式的增益增强因子对材料发光的调制作用,制备出了发光波长随注入电流可调谐的GaN基谐振腔发光器件。发光波长在黄绿光（564nm）到蓝紫光（435nm）范围内随注入电流变化可调谐,调谐范围～129nm,为目前所报道的调谐范围最广的GaN基谐振腔发光器件。4.研制了低阈值电注入绿光InGaNQDVCSEL:分析了影响VCSEL阈值电流的关键参数,生长了高质量的绿光InGaNQD材料,并以其为有源区制备了电注入绿光VCSEL,实现了低阈值室温连续激射。器件发光范围为479 nm-565 nm,覆盖大部分绿光波段,打破了 GaN基发光器件的“green gap”的限制。器件阈值电流密度低至0.66 kAcm-2,为目前所报道的绿光GaN基VCSEL中最低值。5.对GaN基VCSEL的散热特性进行了系统研究:计算了具有三种典型结构的GaN基VCSEL的散热特性,并研究了器件结构关键参数例如腔长、下DBR的热导率以及尺寸、台面尺寸、腔内接触电极等对器件散热性能的影响。提出了改善器件散热的有效方法、并通过改善器件结构制成功备出了具有低热阻的GaN基VCSEL。本部分工作对深入了解GaN基VCSEL器件内部散热机制,以及如何通过优化器件结构设计来改善GaN基VCSEL的散热性能有着重要指导作用。本论文成果主要创新点包括:（1）通过制备掩埋AlN波导结构成功实现了电注入GaN基FP谐振腔中的三维光子限制,观察到了三维限制光子态并大幅度降低了光场的横向损耗。（2）使用增益可调谐的量子点有源区并配合谐振腔内光电耦合对模式发光的调制作用,实现了电注入GaN基RCLED发光波长随电流大范围可调谐。采用了固定谐振腔却实现了 RCLED发光波长的可调谐,避免了制备可调谐谐振腔时通常所使用的复杂的MEMS工艺,极大地降低了制备可调谐RCLED的工艺难度。（3）通过使用InGaN量子点有源区克服了 GaN基VCSEL中的“绿光带隙”,成功实现了电注入绿光VCSEL的室温连续激射。（4）提出了改善GaN基VCSEL散热性能的有效方式,为制备大功率GaN基VCSEL打下了基础。