大功率半导体激光器以其体积小、效率高、寿命长等优势,广泛应用于工业加工、医疗美容、军事等领域。近年来,激光测距、激光焊接等系统越来越趋于小型化发展,对1060nm半导体激光器的输出功率、发散角、工作电压等方面提出了更高的要求。隧道级联多有源区半导体激光器利用反偏的隧道结将n个激光器片内级联,实现了内量子效率n倍提高,小电流下高功率输出,发光面积的增加提高了器件的COMD水平。本文针对1060nm隧道级联多有源区大功率半导体激光器的结构设计和外延制备主要进行了以下研究:（1）研究了隧道级联多有源区半导体激光器的研究背景。介绍了半导体激光器的发展史,分析了半导体激光器提高功率遇到问题及提高功率的传统方法;重点研究了隧道级联多有源区半导体激光器的工作原理、优势及发展现状。（2）研究了半导体激光器的外延生长技术。介绍了MOCVD外延生长技术的发展史,并重点阐述了本实验室的EMCORE D125型号LP-MOCVD系统的构成及工作原理。此外,对用于外延测试的两种技术:光致发光（PL）谱、电化学（ECV）的工作原理进行了阐述,并介绍了对应的实验室仪器。（3）设计了有源区结构并完成材料生长。运用基于6×6 Luttinger-Kohn的有限差分法,通过matlab编程模拟了InGaAs/GaAs量子阱结构,计算得到跃迁波长固定为1060nm时量子阱材料组分与阱宽的关系,确定了量子阱结构。研究了MOCVD生长过程中温度、Ⅴ/Ⅲ比对量子阱的影响,得到了高质量有源区外延材料。（4）设计了单有源区激光器结构并完成材料生长。介绍了半导体激光器的光波导理论,模拟计算了波导层的结构,设计了非对称大光腔波导结构。然后对限制层进行了模拟计算,设计了限制层结构。最后研究了生长温度、Ⅴ/Ⅲ比对Al_0.1Ga_0.9As/Al_0.3Ga_0.7As DH的影响,得到了高质量波导层、限制层外延材料。（5）设计了高性能隧道结并完成材料生长。基于GaAs同质结设计了InGaAs QW隧道结和InGaAs DQW隧道结,经过外延及工艺得到了隧道结器件,测试对比得到性能最好的隧道结InGaAs DQW隧道结。（6）多有源区激光器的材料生长及器件制备。首先通过MOCVD生长1060nm隧道级联三有源区半激光器外延片,并通过PL技术和ECV技术测试外延片的PL谱和掺杂浓度。然后利用后工艺将外延片制备得到激光器单管和迷你巴条,最后,测试激光器的光电特性。激光器单管阈值电流为407 mA,斜率效率为1.87 W/A。电流达到12A时,输出最大功率19.26W。迷你巴条阈值电流约为1.22A,斜率效率为1.88 W/A。注入电流达到28A时,输出最大功率47.76W。