1962年世界上第一台半导体激光器问世。经过几十年来的研究,半导体激光器得到了惊人的发展,波长从红外、红光到蓝绿光,覆盖范围逐渐扩大,各项性能参数也得到了很大的提高。半导体激光器具有效率高、体积小、重量轻、结构简单、便于直接调制等优点,其应用领域日益扩大。半导体激光器有两个显著缺点:辐射光具有很大的发散性并具有较宽的谱宽,通过透镜可以对激光输出光束进行准直。外腔半导体激光器的发展大大改善了半导体激光器的性能。随着性能的提高,半导体激光器已经广泛地应用于光学技术、原子物理以及精密测量等许多领域。目前,固定波长半导体激光器的使用数量居各类激光器之首,某些重要应用领域过去常用的其他类激光器,已逐渐为半导体激光器所取代。尽管如此,在光频标、高分辨率光谱以及基础物理研究中需要超稳定(窄线宽)的激光光源,因而半导体激光器的特性也需要进一步提高。基于半导体激光器的广泛应用及发展需求,特别是本实验室在冷原子物理和腔量子电动力学研究方面的要求,本文利用外腔技术与减反膜技术相结合改善半导体激光器的性能,并对自制减反膜外腔半导体激光器的性能进行全面的研究与分析,包括线宽特性、噪声特性以及调谐特性。在实验上获得了成本低、阈值低(高效率)、输出功率稳定、线宽窄、噪声低以及调谐范围大的半导体激光光源。虽然与钛宝石激光器相比较,半导体激光器在其输出质量上还存在着一定的差距,但在原子操控与激光光谱研究中,这样的激光光源已经能够满足许多实验的需求。这类激光器在许多情况下为取代钛宝石激光器提供了可能。该研究对于扩展这类激光器的应用,尤其是在研究冷原子物理和激光光谱中对原子操控的影响,具有非常重要的意义。