近年来,随着现代超薄层材料生长技术(以分子束外延MBE和金属有机化合物气相沉积MOCVD等技术为典型代表)和各种超精细加工技术的发展,小尺度半导体微腔(Semiconductor Microcavity)的研究引起人们的浓厚兴趣。尤其是1992年Weisbuch等人首先在半导体平面微腔中观察到光与激子强耦合相互作用引起的Rabi分裂后,半导体微腔越来越受到人们的关注,它适用于很多光通讯领域的器件,如激光器、光学滤波器、光波分复用器、光开关、光调制器以及非线性频率转换器等。本文对半导体微腔的基本原理和理论进行了介绍,主要工作是设计出基于砷化镓铝材料,低温10K下谐振波长在800nm,腔长为5λ的半导体微腔,通过对实际生长微腔的常温和低温的反射谱的测量和仿真模拟,确定低温下腔结构三种材料的折射率系数,精度高达百分之一。首先,本文对微腔激光器研究背景,发展现状及几种结构特点进行了简要介绍。并介绍了微腔激光器的理论基础——腔量子电动力学。详细阐述了微腔中的自发辐射现象,Rabi振荡,微腔极化激元等。同时介绍了微腔物理最新进展如玻色爱因斯坦凝聚,极化激元激光等。其次,详细介绍了微腔的重要参数、设计理论和方法。包括在半导体器件设计中具有重要地位的传播矩阵法,计算半导体材料折射率的Sellmeier方程,垂直腔面发射激光器的基本结构,多层DBR的有效反射率的分析等。由于目前没有砷化镓铝材料在低温10K下波长800nm左右的可靠折射率实验数据可供参考,我们从理论估算的低温折射率出发,运用传播矩阵法设计谐振波长在800nm,腔长为5λ的半导体平面微腔,通过对微腔中存在的影响激光器品质因子的各种效应进行了分析,并就此对微腔激光器的设计进行了优化。最后,对生长的样品进行了常温和低温的反射谱测量,并进行一系列的仿真模拟,对实验结果进行拟和,确定了低温下800nm左右,三种材料的折射率系数,精度高达百分之一。本文的研究在微腔激光器的设计,半导体材料低温下折射率系数的确定等方面做了一些工作,为以后微腔激光器的设计,以及对低温下半导体折射率系数的确定提供了非常有价值的数据供参考。