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2μm波段大功率激光源在激光传感和光谱学、医疗、材料加工、自由空间光通信、军事安全等领域有非常重要的应用前景。在目前常用的2μm激光源中，GaSb基窄带隙半导体为主要由材料晶格常数处于“6.1(A)家族”的二元化合物构成的直接带隙结构，可以实现电驱动中红外发光。因此GaSb基半导体材料是制备大功率、小型化、高效率2μm激光器的主流体系。本文研究了2μm波段GaSb基I型量子阱大功率激光器材料计算、激光器结构设计、宽条激光器制备工艺，研制了大功率巴条激光器和单横模激光器等，取得的主要成果如下: (1)基于二元材料各参数，利用插值法和Vegards法则，计算了InGaAsSb、AlGaAsSb多元材料的晶格常数、禁带宽度、折射率、导带和价带带阶差等核心参数，计算出三层波导激光器结构不同TE模的光场限制因子，揭示了InGaAsSb量子阱不同应变下价带项上移增强对空穴限制作用同时降低俄歇复合几率从而提高激光器性能的机理，得出了2μm波长量子阱压应变为1.26％的优化数值。 (2)提出了GaSb基Ⅰ型量子阱激光器的优化外延结构，研究了激光器材料生长技术的优化，采用560℃-500℃-500℃的方式生长的含不同Al组分和厚度的波导和限制层的InGaAsSb量子阱材料的发光性能较好。 (3)优化了GaSb基条形激光器工艺，采用干法刻蚀脊条深度2.3μm的激光器内量子效率为96.8％、内损耗为4.4cm-1。研究了n-GaSb与电极金属的欧姆接触工艺，采用AuGeNi电极在335℃温度下退火120s得到最优的比接触电阻率为5.02x10-5Ω*cm2;优化了腔面镀膜工艺，2μm波段SiO2/Si高反膜反射率为96.9％，Al2O3减反膜反射率为2.4％。 (4)研制了大功率2μm激光器单管，通过优化烧结工艺提升激光器功率达到1.28W、10℃温度下最大连续功率1.45W、脉冲最大功率2.83W，阈值电流密度161.5A/cm2，斜率效率为308.4mW/A，光电转化效率达24％。 (5)设计制备了巴条激光器，激光器线列在10℃下单面连续出光功率达到8.56W，光电转换效率11.6％;制备了窄条单横模2μm激光器，功率达到172mW。