伴随着半导体可调谐激光器及其相关集成芯片的广泛研究与应用,其热问题一直是人们关注的焦点之一。近年来,半导体可调谐激光器的设计与封装朝尺寸轻薄短小的方向发展,导致器件的发热密度不断上升,从而对芯片设计及封装的散热特性提出了新的要求。合理控制半导体可调谐激光器发热特性,能够影响激光器波长的调谐。利用热调谐原理设计准连续调谐的激光器也可用于传感与测量。本文利用有限元方法,对半导体激光器及其相关集成芯片的热特性进行了建模分析,围绕器件发热特性及相关应用展开研究,主要研究工作如下：设计了一种基于热调谐的环形耦合腔可调谐激光器的准连续调谐简单算法。通过控制电极注入电流和TEC控制温度,能够在1543.5nm-1567.9nm波长范围内实现SMSR大于30dB的准连续调谐。利用COMSOL建立了V型耦合腔可调谐激光器和16×16光子路由器芯片的有限元热模型,分析了TOSA封装的V型耦合腔可调谐激光器稳态及瞬态传热特性,并通过正向偏压法测试了激光器的结温,验证了模型的可靠性。在封装角度从TEC的选取、载体散热结构的优化、载体焊料材料的选取,对16×16光子路由器芯片进行了散热通道的优化设计。在芯片角度,对不同占空比的芯片发热区波长转化阵列单元间的热串扰行为进行了模拟计算与分析。