互联网数据流量的快速增长给现有通信系统造成了巨大压力，通信速率亟待提升。目前，100Gb/s光网络已经在数据中心得到大规模应用，更高速率的400Gb/s也正在研发部署中。其中，能够进行高速率调制，长距离传输的高速光模块起着关键性的作用。因此，本文重点研究了一维的单通道直调激光器带宽提升和单载波超100G调制传输技术，二维的阵列激光器模块开发和4×28Gb/s光传输技术，以及应用于EML阵列的三维封装技术。　　主要研究内容如下:　　1.重点研究了封装过程中不均衡性，信号完整性对直调激光器高频特性的影响，并提出了新的封装方案。完成了超宽带直调激光器模块的开发，-3dB带宽达到32GHz。　　2.实现了基于直调激光器的单载波112Gb/s PAM4信号调制，在无光放大器的情况下，传输距离达到40km，相关指标性能可以满足100GBASE-LR标准要求，为数据中心之间互联提供了一个低功耗，低成本，易实现的解决方案。　　3.基于混合集成封装方案，设计并制作了超紧凑，低功耗的100G TOSA模块，先后解决了分立芯片的高精度贴装，高频传输线之间的电串扰，以及芯片与合波器之间的高效率耦合等问题。基于该模块，成功实现了4×28Gb/s NRZ信号的调制传输，距离超过10km，相关测试结果表明完全满足100G 4WDM-10标准的要求。　　4.研究了三维封装技术，设计并制作了应用于EML的三维阻抗匹配电路。重点研究了穿墙结构引入的阻抗不连续和宽度不连续对该三维电路的高频特性影响。最后，建议了一种基于倒装技术的三维阻抗匹配电路，该电路完全摒弃了金丝的使用，有助于进一步提升器件的高频特性。