超辐射发光管同时具有激光器的大功率和发光二极管的宽光谱的特性，在许多领域有着重要的应用，如外腔可调谐激光器、光纤陀螺仪、光学相干成像系统、光纤传感器等。由于超辐射过程指数形式的增益特性，使得在超辐射发光管研制过程中始终存在着输出功率和光谱宽度相互制约的问题。近年来，自组织量子点由于其本征的尺寸非均匀性、多能态叠加及高效率的发光等特性，在大功率宽光谱超辐射发光管的研制中显示出了特有的优势。本文针对GaAs基量子点超辐射发光管，开展了新型结构器件数值模拟、器件制备和工艺优化工作，具体研究内容和结果如下:　　1.曲率渐变弯曲波导超辐射发光管的数值模拟研究。首次提出了曲率渐变弯曲波导超辐射发光管的器件结构，并对其性能进行了数值模拟。结果表明，在保持其他参数不变的情况下，改变超辐射发光管弯曲部分的形式可以使得器件的弯曲损耗减小，同时光输出功率增大。当剩余上包层的厚度为140 nm时，与传统的圆弧型弯曲波导超辐射发光管相比，幂指数形式的弯曲波导超辐射器件的光输出功率增大了20％，而且两种器件的输出光谱形状几乎一致。　　2.多模干涉弯曲波导量子点超辐射发光管的研制。提出了多模干涉弯曲波导超辐射发光管器件结构，该结构把多模干涉结构的大功率、低串联电阻的优点和弯曲波导结构有效抑制激射的优点有机结合起来。采用InAs/GaAs啁啾结构量子点有源区制备了多模干涉弯曲波导超辐射发光管器件。实验结果表明，与传统的弯曲波导超辐射发光管相比，多模干涉弯曲波导器件的光输出功率增大60％，串联电阻减小43％。在600 mA连续电流注入下，该多模干涉量子点超辐射发光管的光输出功率为2.5 mW，输出光谱的半高宽为103.7 nm。　　3.并联双脊量子点超辐射发光管的制备。采用不同的量子点有源区结构，分别制备了小于1μm波段和1.1～1.2μm波段的并联双脊结构的超辐射发光管器件。通过对两个并联区注入不同的电流，实现了双脊出光的线性叠加，从而展宽了器件的发光光谱。在适当的注入电流组合下，1.1～1.2μm波段的并联双脊超辐射发光管器件的输出光谱半高宽达到了130nm。　　4.量子点超辐射发光管器件工艺的优化。　　1)波导刻蚀。对比了干法刻蚀和湿法腐蚀制备的器件，研究表明采用干法刻蚀制备的超辐射发光管的光输出功率更大。原因在于干法刻蚀可以严格控制波导参数，获得垂直的波导侧壁，从而降低器件损耗，提高光限制因子，因此增大器件的光输出功率。　　2) SiO2钝化层。对比了不同温度下生长的SiO2钝化层的表面形貌、粗糙度以及致密度，发现在420℃下生长的SiO2钝化层质量最佳。　　3)欧姆接触合金化。对比了合金欧姆接触在不同退火温度下超辐射发光管器件的接触电阻和微分电阻。结果表明接触电阻随着退火温度的升高先减小后增大。超辐射发光管器件的最佳合金化条件为:衬底面向下放置、420℃、60 s。　　4)腔面镀减反射膜的优化。首先通过理论计算了镀单层减反射膜和双层减反射膜时腔面的反射率，镀膜中心波长为1330 nm时，GaAs表面镀SiO2、Ta2O5以及Ta2O5/SiO2双层减反射膜时表面的最小反射率分别为5.7％、1.4％和0％。随后通过实验证实了镀双层减反射膜确实可以有效的抑制激射。