与一般的锁模和调Q激光器相比，增益开关半导体激光器具有结构紧凑、性能稳定、参数可调、重复频率高等优势，但同时输出脉冲宽度宽、功率过低、光谱不稳定等缺点限制了其发展。论文内容主要集中于探索如何利用增益开关半导体激光器以及相关的注入锁定、脉冲压缩等技术产生高质量高重复频率皮秒脉冲，以使其适合作为高功率脉冲光纤放大系统的种子源，替代现在普遍采用的锁模光纤激光器等。论文开始回顾了国内外近十年来与增益开关半导体激光器有关的一系列研究成果。通过总结，提出了构建由脉冲产生、注入锁定、脉冲压缩和脉冲放大四部分构成的增益开关半导体激光系统来产生高质量皮秒脉冲的方案。然后论文就上述系统组成的四部分进行了分别研究。首先，根据增益开关效应的基本原理以及用来说明半导体激光器腔内载流子和光子密度变化的速率方程理论，对激励电信号参数和激光器参数对增益开关半导体激光器输出脉冲波形的影响进行了数值模拟和分析。提出选择合适的电信号参数以及激光器参数的方法，使激光器可以输出高峰值功率、窄脉宽、拖尾小的高质量皮秒脉冲。实验研究了用高频正弦电流调制的1.06μm F-P腔半导体激光器产生短脉冲激光，直接产生了脉宽100ps左右（可变）、重复频率500MHz~1500MHz连续可调、平均功率100~300mW（与电信号参数有关）的稳定脉冲输出。研究了调制电信号参数对激光器输出特性的影响。对上述增益开关半导体激光器进行了外部单频激光注入锁定研究。注入锁定改善了激光器输出脉冲的频谱特性，抑制了过多模式运转，通过提高注入锁定的功率，可以实现43.4dB的边模抑制比。同时研究了温度带来的波长漂移对注入锁定的影响。根据理论和增益开关半导体激光器输出脉冲的特点设计了脉冲压缩和整形的实验方案，对实验方案的数值模拟显示该方案可以将100ps的双曲正割脉冲压缩到454fs，并保持波形正常。对搭建的增益开关半导体激光器的输出脉冲进行了功率放大，得到了功率22.7W，光光转换效率66.7%，脉冲时域和频域保持良好的放大输出。