本文中我们提出了一种新型四分之一波长耦合腔双波长半导体激光器结构并利用朗之万噪声(Langevin noise)驱动的速率方程方法分析了此类激光器中的模式竞争问题。这种双波长激光器由两个耦合的有源腔和用作模式选择的滤波器单片集成,具有结构简单、制作方便的优点,并且可以实现作为“双峰”的两个光学模式的同时激射,这两个模式的激射阈值相同、频率差值可以通过注入两个有源腔中的电流大小调节,其在光载微波系统可调谐毫米波产生方面有极大的应用潜力。我们通过传输矩阵方法(Transfer Matrix Method,TMM)首次推导出双峰的频谱位置和阈值增益的解析表达式。为了模拟这两个激射光波模式的竞争效应,我们建立了一个数值模型用以计算包含空间烧孔效应在内的饱和系数和抑制系数,这两个系数比速率方程中常规使用的非线性增益系数具有更深刻的物理内涵。我们计算了两个有源腔在各种泵浦电流水平下的饱和系数和抑制系数并研究了Langevin噪声源对于双模稳定性的影响。我们还展示了这两个竞争模式的阈值增益差可以通过一个单片集成的滤波器上的电反馈信号来动态的微调以实现稳定的双模同时激射。本文还研究了这种耦合腔半导体激光器的实验制作,提出了完整的制作工艺流程,并研究了深刻蚀槽的保护方案以及低ICP功率的脊形波导刻蚀工艺等。对制成样品进行了初步的测试工作,证实了这种基于耦合腔结构的双波长半导体激光器的实际可行性。