自从1960年世界上第一台激光器问世以来,各种不同特性的激光器相继出现,垂直腔表面发射激光器(VCSEL)是其中最具代表性的一类,因其具有低阈值电流、易于实现单纵模光输出、大的调制带宽、容易与光纤耦合、易集成而形成激光阵列、制作成本低廉等优势,有望取代常规边发射半导体激光器(EEL)而成为光通信和光信号处理的关键器件。它们的应用将大大推动高速光通信的发展,在未来的全光通信系统中将扮演重要的角色。由于VCSEL的增益介质晶体有弱的各向异性,这会导致明显的横磁(TM)模线性偏振的产生,VCSEL的偏振特性一直是人们关注的焦点。1995年,Miguel等人提出了著名的自旋反转模型(SFM),该模型能很好地描述VCSEL的偏振特性。本文基于自旋反转模型,对弱光反馈和直接电流调制共同作用下VCSEL的偏振特性进行了研究。对于两类偏振开关(PS),反馈强度和调制幅度对不同调制频率下的输出特性影响很大。在调制频率变化范围内,一种新型的PS能够被获得,同时发现Ⅱ类Ps情况下的输出偏振特性比Ⅰ类要复杂得多。基于SFM模型,对光电负反馈下单向耦合注入垂直腔表面发射激光器(VCSEL)的混沌同步特性进行了研究。分析了激光器由于反馈系数变化而形成的两个混沌区域的同步特性,对于不同的混沌区域,发现了区别于光反馈时的一种特殊现象,并解释了产生这一特殊现象的原因。同时还讨论了激光器内部参数变化对结果的影响。