激光器和激光技术被广泛地应用于科技、军事、经济等研究领域.在各种不同需求的共同作用下,激光器正在向固态化、小型化的方向发展.体积小、重量轻、转换效率高、光束质量好的紧凑光子源越来越受到人们的青睐.该论文以外腔半导体激光器为主要研究对象,介绍了在可调谐外腔半导体激光器方面做的一些理论和实验工作,主要研究内容包括:1.研究了半导体激光器的工作原理、外腔半导体激光器的模式选择和线宽压窄原理.对Littrow、Littman和双光栅等结构的可调谐光栅外腔半导体激光器进行了理论分析.并分别采用Littrow型单光栅和Littman型双光栅两种外腔结构,对650nm的半导体激光器进行线宽压窄,成功地实现了外腔半导体激光器单纵模输出,观察到的最小线宽<0.01nm(光谱仪上的示数),调谐范围约7.1nm.2.采用光栅外腔Littrow结构,研制了一台结构紧凑的可调谐650nm光源,其尺寸为110×80×35(mm<3>),输出谱线宽度达到0.06nm,调谐范围4.6nm,可连续稳定运转4小时以上,并保证输出光的方位不发生改变.而且用棱镜将输出光斑压缩成类方形,并进行了相应的误差分析,为实际加工起到了一定的理论指导.3.介绍了两种电调谐外腔半导体激光器.采用Littrow光栅外腔结构,用电光晶体的电光效应进行电调谐的半导体激光器;具有多波长运转、增益扩展特性,用液晶显示器或数字反射镜实现电调谐的傅里叶变换外腔激光器.设计了一个电光调谐外腔半导体激光器,并进行理论和实验分析.4.研究了窄线宽半导体激光器在角度传感系统上的应用.结果表明采用光栅外腔半导体激光器作为光源,使电光角度传感系统的精度提高了一个量级,在±5°测量范围内角度传感精度可达2.5秒.并介绍了可调谐外腔半导体激光器的腔内二次谐波产生和在医学诊断方面THz图像技术的应用.5.阐述了光参量振荡(OPO)的原理,讨论了相位匹配对OPO特性的影响,并介绍了OPO的发展趋势.