大功率半导体激光器在光通讯、医疗、军事、印刷和光泵浦等领域有着广泛的应用，然而当通过增加注入电流提高传统半导体激光器的光束出功率时，要受到电热烧毁和光腔面灾变性损坏(COD)的限制。通过反向偏置隧道结将多个有源区再生耦合级联起来的新型高效大功率半导体激光器从理论和实践上解决了传统激光器存在的上述问题。但大功率半导体激光器工作时热的问题仍严重影响其工作性能。围绕InGaAs/GaAs/AlGaAs半导体激光器，本文进行了以下工作： 1．介绍了新型隧道级联结构激光器的工作机理，理论推导了新型结构激光器的效率数学表达式，模拟了激光器激射模式及内部光场分布，并用实验证明了新型结构激光器能够实现内量子效率大于1，且在不高的电流注入条件下获得了较高的功率输出。四有源区隧道级联量子阱激光器在2A工作电流下输出功率达4.435W，内量子效率3.5，斜率效率2.97W/A。 2．通过测量新型结构激光器的电学、光学参数，分析了激光器内部产生的热对激光器工作性能的影响。在一定的假定条件下对其内部的热产生率进行了定量计算，并分别针对一、二、三、四有源区激光器建立了热传导模型，得出数值解，画出激光器内部瞬态温度分布图，推导了激光器连续工作条件。新型多有源区结构的激光器随有源区数目的增加，散热性能变差，其热特性有待进一步提高和改善。 3．为得到良好的欧姆接触，利用Kelvin方法设计了试验方案，测试样品在不同的衬底生长温度、不同合金温度、不同合金时间、不同金属的比接触电阻。比接触电阻越小，欧姆接触电阻越小。制作良好的欧姆接触可有效减小激光器微分电阻，在最佳工艺条件下制作的激光器样品的测量验证了这一试验结论。 4．由于本实验室正处于由试验研究向产业化迈进的阶段，针对常规InGaAs/GaAs/AlGaAs量子阱激光器做了很多工作，文中系统论述了常规量子阱激光器的各项性能参数—阈值电流密度、斜率效率、远场发散角、光谱线宽等的影响因素及改进的有效办法，并针对激光器P—I线性度不好、远场发散角出现多瓣的现象，通过理论分析找出原因所在并进行了改进，有效解决了以上问题。