Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体激光器在紫外、可见光、红外等波段均有重要应用，具有广阔的发展前景。然而激光器的性能，包括阈值电流、光谱特性、工作模式等，都极大受到温度的影响。此博士学位论文主要利用数值分析方法对2μm波段锑化物多量子阱激光器和中红外量子级联激光器的热特性进行了深入的分析。内容包括： 1．在前人工作的基础上，对应用于半导体激光器的热特性分析的有限元计算方法进行了大量优化工作，成功地加快了分析的效率和精度，并且使器件模型、材料性质等参数更加接近实际情况，从而分析结果更加准确。 2．采用Abeles近似和插值法计算了尚无实验数据的一些三元和四元系锑化物材料的热导率参数；在结构特殊的量子级联激光器有源区中首次引入界面热阻的概念并采用DMM(Diffuse Mismatch Model)近似估算了其热导率；利用Debye近似计算了有限元分析所需的各种材料的热容。 3．采用有限元方法，基于实际器件重点分析了InGaAsSb／AlGaAsSb脊波导多量子阱激光器、InGaAs／InAlAs量子级联激光器和InGaAs／AlGaAsSb量子级联激光器在目前常用的几种封装方法下的稳态和瞬态热特性。通过引入热时间常数来定量分析激光器瞬态工作条件下的散热效率，并且对比分析了各种封装方法的优劣和散热特点。此外还分析了结构因子以及材料的改变、温度的变化对于激光器性能的影响。发现了激光器有源区内部非均匀热场分布对于激光器光谱特性的影响，并通过对激光器激射光谱的测试观测到了光谱展宽现象。 攻读学位期间的工作还包括：利用传输矩阵法对化合物半导体双结太阳电池表层抗反射涂层进行了优化设计，通过绘制反射率等值线图来表征薄膜各层材料的厚度对于抗反射性能的影响，并从几种常用的材料组合中寻找到了最佳的方案；分析了GaAs，InGaP同质隧道结的隧穿电流与材料、掺杂浓度等参数的关系；多种光电探测器材料及准晶结构的MBE生长和材料的特性表征。