半导体激光器是目前的光纤CATV网络中最常用的光源器件。半导体激光器的特性指标对于光纤CATV系统的整体性能影响很大。在对CATV信号进行模拟调制时，一般采用残留单边带调幅(AM-VSB)来调制多路射频副载波，然后由射频信号对半导体激光器进行光载波强度调制的方法。由于半导体激光器是具有阈值特性的非线性电光转换器件，其非线性在多路副载波信号激励下会产生各阶谐波、互调和交调失真，如果不采取措施加以抑制，会对网络用户的信号接收质量产生严重影响。 要对激光器的非线性失真加以抑制，首先需要了解激光器的结构、工作原理和产生非线性失真的机理，然后据此构造能够反映激光器的电气特性和输入输出特性的模型，分析其非线性传输特性，并寻找合适的补偿方法。本文首先讨论了激光器的非线性机理，总结激光器固有的非线性主要是由张弛振荡、增益压缩和空间烧孔引起，另外还受到阈值削波的影响。然后讨论了几种对激光器输入输出特性建模的方法，包括用“黑盒法”建立与频率无关的静态模型，用等效电路建模法建立动态调制的大信号和小信号等效电路模型，以及用微扰法和Volterra级数分析法建立非线性Volterra传递模型。其中，根据半导体激光器的单模速率方程建立的大信号等效电路模型可以反映激光器的时域非线性特性。小信号模型可以反映激光器的一阶频域响应。Volterra传递模型可以反映激光器的各阶频域响应。 比较了常用的补偿失真方法，重点分析了预失真电路补偿的方法。针对多路载波信号的应用特点，对基本的预失真补偿电路进行了系统改进，在预失真发生器的前后各插入一个线性滤波器，使预失真电路在应用频段内的任意调制频率和互调频率点都能完成对激光器互调失真的补偿作用。重点介绍了预失真发生器的电路实现方法以及频率整形滤波器的设计方法。并对已经建立好的激光器非线性模型进行了仿真实验，实验的结果证明改进设计的预失真补偿电路能够有效地补偿随频率变化的非线性失真特性。