随着超高速光互连、相干光通信、相干检测等技术的不断发展,对激光光源的线宽、相频噪声、可调谐性以及稳定性等都提出了更为严格的要求。窄线宽半导体激光器是高速光通信、相干空间激光通信和相干光学探测等领域的核心光源,因其具备高相干性、高单色性等优质特性,近年来备受关注。随着半导体激光器工艺技术的改进与提高,为了获得理想的窄线宽输出激光,往往需要对输出光进行滤波选频,大幅改善线宽特性。光纤光栅外腔半导体激光器具有光谱线宽窄、调谐范围宽、输出功率高、体积小和成本低等优点,也是近十几年来的研究热点。本文针对基于光纤光栅自注入锁定的窄线宽半导体激光器进行了实验研究,获得了1550nm波段稳定的窄线宽输出。本文首先介绍了窄线宽激光器的应用领域,对各种结构的窄线宽激光器的研究现状和性能特点进行了对比,然后阐述了光纤光栅自注入锁定的窄线宽半导体激光器的基本原理和选模原理,分析了其输出特性和影响因素。在相关理论的基础上,探讨了使用光纤光栅作为外腔选模元件对压窄线宽和降低噪声的作用。通过半导体工艺对激光器芯片进行设计和制备,最终得到蝶形封装的光纤光栅自注入锁定的半导体激光器。最后针对制作的光纤光栅自注入锁定的窄线宽半导体激光器的各项特性进行测试分析,包括光谱特性、噪声特性、I-V-P特性,线宽和噪声随电流的变化情况、温度和电流的关系以及温度和波长的关系,分析了注入电流和温度等因素对激光输出的影响。所研制的激光器在20-100mA的驱动电流下,可以得到稳定的1550nm波段窄线宽低噪声的激光输出,输出激光功率超过10mW,边模抑制比(SMSR)超过50dB,洛伦兹线宽小于1kHz,性能参数与市面上同类产品相比具备一定竞争力。并在此基础上针对该结构的窄线宽激光器提出优化方案,使激光器在应用领域满足更高的要求。