GaN基垂直腔面发射激光器（VCSEL）有着体积小、光斑圆形对称、易于实现单模激射等优点。通过调整有源区的合金组分,理论上GaN基VCSEL的发光波长可以覆盖从深紫外到可见光波段范围。经过多年的发展,目前人们已经实现了电注入近紫外光至黄绿光波段的GaN基VCSEL室温下的连续激射,但整体器件性能距离实际应用仍有诸多问题亟待解决。蓝绿光波段的GaN基VCSEL在全色显示、医疗应用、水下通信等方面有着极为广泛的应用前景,因此实现高性能蓝绿光VCSEL有着极为重要的应用意义。本文围绕电注入蓝绿光VCSEL的研制展开,涉及器件的结构设计及制备、器件性能测试与表征、器件发光特性研究及结构优化等,主要的工作内容可以概括为如下几个方面:1、VCSEL器件结构设计:分析了 GaN基VCSEL的结构特征及基本工作原理,分布布拉格反射镜的设计,谐振腔中的模式分布及增益匹配等:研究了 GaN基VCSEL制备所需的关键工艺。2、谐振腔对InGaN量子阱发光性能的调控:制备了与VCSEL结构极其接近的共振腔发光二极管（RCLED）,一方面完善了器件的制备工艺,另一方面研究了该类器件的发光特性,为制备高性能的蓝绿光GaN基VCSEL器件奠定基础。主要工作包括了 RCLED器件制备,InGaN量子阱中载流子动态特性的建模,时间分辨光谱（TRPL）测试及分析等。3、GaN基电注入蓝绿光VCSEL的设计,制备及测试:通过合理的设计外延片结构,利用量子阱有源区中的局域态结合谐振腔对自发辐射的调制作用,成功实现了基于蓝光量子阱的绿光发射VCSEL,在50mA的电流下测得的功率接近0.2 mW。在此基础上,采用量子阱内嵌量子点（QD-in-QW）的有源区结构,成功制备了发光波长在430 nm及545 nm的蓝绿光双波长激射VCSEL,同时器件的激射阈值也得到了大幅度降低。4、GaN基蓝绿光VCSEL器件结构改善及优化:通过将低折射率SiO2电流限制层掩埋进高折射率的p-GaN层中,在GaN基VCSEL中引入了侧向光限制（LOC）结构,成功制备并实现了蓝光（471 nm）VCSEL室温下的连续激射。实验结果表明,含有LOC结构的VCSEL与不含LOC结构的VCSEL相比在阈值及斜率效率上有大幅度的改善。同时,利用COMSOL模拟了不同结构器件的散热特性,利用PICS3D对SiO2掩埋结构VCSEL的光电特性进行模拟仿真,以此为优化器件性能提供借鉴。本论文成果的主要创新点包括:（1）制备了器件结构与VCSEL极其接近的RCLED用于研究该类器件的载流子复合发光特性,为后续制备VCSEL奠定基础。（2）通过利用量子阱中的局域态结合谐振腔对自发辐射发光的调制作用,以及量子阱内嵌量子点的有源区结构,成功实现了电注入蓝绿光VCSEL室温下的连续激射。（3）通过引入SiO2掩埋结构成功实现了电注入GaN基VCSEL的侧向光限制。实验表明,通过引入侧向限制结构可以有效减小器件的腔内损耗,降低器件的阈值电流,增大斜率效率。（4）利用PICS3D软件模拟了 SiO2掩埋结构VCSEL的光电特性,模拟发现SiO2厚度会引起器件的光学及电学性能的改变,影响器件的激射阈值及斜率效率。