在本文中分别对发射波长在中红外光谱区域的量子级联激光器和带间级联激光器进行了细致的研究,给出这两类新型半导体激光器的基本原理和采用的外延生长方法,根据所翻译的英文文献以及查找的中文文献总结了它们的发展情况,并对这两种半导体激光器所采用的材料体系进行了具体的分析和讨论,最后用模拟软件对设计的带间级联激光器进行仿真,并对模拟得到的结果进行了详细的分析和说明。本文所设计的带间级联激光器,它基于InAs/GaInSb II型量子阱结构,由10个重复的有源区级联构成,设计的发射波长在3.5μm附近,在n-GaSb衬底上进行生长,用n型掺杂的InAs/AlSb超晶格作顶部和底部光包层,对输出光有良好的限制作用。用模拟软件逐层生长器件的结构,通过对初始参数的设定,得到器件的模拟结果,并对获得的特征曲线,如发射波长与电流的关系曲线,峰值输出功率随电流的变化关系曲线,激光器的峰值增益与电流的关系曲线,以及电流-电压特征曲线等进行了详细的分析和讨论。通过对模拟得到的结果进行计算可知,这个器件的阈值电流密度约为566.7A/cm2,最大的输出光功率是27 mW,斜率效率为180 mW/A,外量子效率约为45%。