窄线宽可调谐外腔半导体激光器（Tunable External Cavity Semiconductor Laser（TECSL））具有相干特性良好、噪声低、温度稳定性好和电流稳定等特性,在相干光通信、光纤传感和相干测试等领域应用广泛。为了实现窄线宽和宽调谐范围的TECSL,本文研究制作了1550 nm Littrow结构的窄线宽光栅TECSL。研究了光栅TECSL的输出特性,包括电流大小、阈值电流、边模抑制比（SMSR）、可调谐范围以及线宽等。本文为了获得窄线宽TECSL,设计了选模滤光片Littrow结构TECSL。以Littrow结构为基础,在增益芯片前腔面和衍射光栅组成的外腔中加入一个选模滤光片,以增强外腔结构的选模作用,使某些特定频率的光透过滤光片在腔内往返传播。其他频率的光因不能透过选模滤光片而具有很大的损耗,实现激光器的单频震荡,进而起到压窄线宽的效果。并与不带选模滤光片情况下的Littrow结构的TECSL进行了特性对比,结果表明,选模滤光片的Littrow结构TECSL具有更窄的线宽。（1）介绍了TECSL的研究背景和意义,研究了不同结构的TECSL的进展情况,包括F-P共焦TECSL的研究进展、波导外腔反馈半导体激光器研究进展和衍射光栅结构ECTSL研究进展。（2）研究了Littrow结构TECSL装置和调谐原理。包括弯曲波导增益芯片的选取、Littrow结构TECSL的调谐原理、TECSL的输出特性分析、TECSL的线宽特性分析和TECSL光谱线宽的测量。用Zemax设计软件对Littrow结构TECSL进行仿真模拟。（3）研究了电流大小对1550 nm TECSL调谐范围和SMSR的影响。在40 mm外腔腔长下,当电流为100 m A时,600 lines/mm的衍射光栅的TECSL的调谐范围为85 nm,当电流为200 m A时,600 lines/mm的衍射光栅的TECSL的调谐范围为140 nm。研究了光栅刻线密度对1550 nm TECSL性能的影响。当使用600 lines/mm的光栅时,200 m A电流下TECSL的SMSR最大达到60 d B,输出功率达到37.06 m W,实现了140nm（1465-1605 nm）调谐范围,洛伦兹线宽达到23.76 k Hz。使用1200 lines/mm的光栅时,200 m A电流下最大SMSR超过63 d B,输出功率达到43.67 m W,在TECSL的大部分调谐光谱范围内达到60 d B以上,实现了155 nm（1455-1610 nm）的调谐范围,洛伦兹线宽达到6.89 k Hz。研究了外腔长度对1550 nm窄线宽1200 lines/mm光栅TECSL性能的影响时,腔长保持在45 mm,1550 nm窄线宽1200 lines/mm光栅TECSL的3 d B洛伦兹线宽是3.66 k Hz。（4）设计了选模滤光片Littrow结构TECSL,在Littrow结构的单角度面（SAF）增益芯片后腔面和衍射光栅组成的外腔中加入了一个选模滤光片,使某些特定频率的光透过选模滤光片在腔内往返传播,其他频率的光因不能透过选模滤光片而具有很大的损耗,实现激光器的单频震荡,进而起到压窄线宽的效果。腔长保持在40 mm,带有选模滤光片的600 lines/mm光栅的TECSL的线宽是18.4 k Hz,带有选模滤光片的1200lines/mm光栅的TECSL的3 d B洛伦兹线宽是3.29 k Hz。并与不用选模滤光片进行选模情况下的Littrow结构的TECSL特性进行了对比,选模滤波片使TECSL的线宽更窄。