以GaN基结构为基础的半导体微盘激光器由于其高集成度、低阈值和低功耗的特性使其在集成光学和新型光电子器件等诸多领域有着广阔的应用前景。具有回音壁模式的光学微腔具有极高的品质因子Q和极小的模式体积V,能将光强烈的局域在极小的空间区域内,使原子的自发辐射性质受到调控,从而大大降低激射时的阈值。本论文围绕不同直径的GaN基微盘回音壁模式的特点来展开研究。首先研究了回音壁模式的微腔基本理论和表征,然后使用时域有限差分方法系统的研究了直径从2 μm到50 μm的微盘在蓝光波段(450 nm-470 nm)激射时的模式频谱、模式强度与分布,并对模式的品质因子Q值进行了计算。具体研究过程和结论如下:(1)通过研究偶极子的位置和数量对谐振模式强度和分布的影响,设计了一种可以比拟微盘内高密度激子分布的偶极子排布方式,使其能够激发盘内所有的光学模式:同时这种排布方式也满足等密度的要求,可以用来研究不同直径微盘的谐振相对强度。(2)利用这种激励源设置,研究了微盘中共振模式的最大值与有效模式数随盘直径的变化关系,结果表明,模式最大强度随盘直径的增大呈现波动下降的趋势,而有效模式数量则呈现相反的趋势。其中,当微盘直径为3 μm、6 μm、10 μm时,最大电场强度分别达到极大值,而有效模式数也同时达到极小值。同时,盘内激发时最大电场强度高度依赖于微盘的几何尺寸。当盘直径为2-3 μm和5-7 μm时,其最大谐振强度更强,对光场的限制作用也更强;盘直径为2-7 μm时,有效模式数量在2-5个,有利于降低多模抑制的影响,从而降低激光器激射时的阈值。另外,最大谐振强度还与有效模式数呈现一种负相关性。(3)对不同直径的微盘其激发时的共振频谱和模式分布进行研究,结果表明:不同直径的微盘激发时其模式间的竞争优势不同。盘直径为2 μm时,三阶模WG20,3更占优势,其谐振波长为461.22nm,其Q值大于116000,最大电场区域分布靠近盘中心且距离盘边缘约为0.4 μm;盘直径为3 μm时,回音壁模式基模WG28,1更占优势,其谐振波长为459.25 nm,Q值大于338000,最强电场分布靠近盘边缘且其模式体积较小。这两种直径微盘中所有WGM模式其径向阶数q均不大于3。盘直径为4μm时其模式最大强度急剧减小,有效频率对应的模式大多为三阶以上WGM,电场分布非常靠近盘中心,最强电场分布约在盘1/2半径处;直径为5-7 μm时其有效频率对应的模式均为回音壁模式的基模,且模式分布紧靠盘边缘。直径6 μm盘中有效模式对应的Q值均大于1.2×107。直径为8-9μm时其模式强度较小,高阶回音壁模式占据主导优势。直径大于10 μm之后是一阶回音壁模式占据绝对优势,模式分布紧靠盘边缘。(4)采用统计学方法将盘内几近所有的模式进行叠加,近似得到微盘激发时的模式光场分布特征。不同直径的微盘其光场分布存在差别。微盘内高阶、低阶回音壁模式在模式竞争中占据的优势不同。当直径D为2-3 μm时光场分布宽度约为0.4μm,最大光场强度分布在展宽的中心,其模式体积较大;D=4 μm时光场分布宽度约为1 μm,最大光场强度靠近盘中心,其模式体积相对更大;D=5-7 μm时光场宽度为0.2-0.4μm,光场分布宽度很小并且最大光场强度靠近盘边缘,其模式体积很小;D=8-9 μm时光场分布宽度约为1.5 μm,最大光场分布靠近,模式体积更大;D大于10 μm之后光场分布宽度极小,约在0.1 μm,最大光场分布紧靠盘边缘,模式体积极小,且随着盘直径的增大,光场分布更靠近边缘,模式体积也更小。