半导体激光器凭借着其体积小,集成度高,调制特性好,使用寿命长等特点成为了现代光通信网络以及光子集成电路中重要的元器件。由于光纤传输具有大带宽与低损耗的特点,利用双波长激光器拍频产生微波信号具有很高的应用前景,成为了研究的热点。此外,利用双波长半导体激光器制作的激光雷达系统可以用于高精度的测速测距。这些因素使得双波长半导体激光器拥有很高的应用价值。对于双波长半导体而言,降低其制作难度,生产成本,提高其工作性能就成为了研究的关键。本文以此为方向研究、制作、测试了一种基于重构-等效啁啾技术的双波长激光器,将其光栅制作工艺难度降低在亚微米级别。同时,本文也提出了一种基于等效切趾的光栅结构,用于得到双波长激射。该结构可以作用于采样光栅的每一个信道。此外,本文在最后一章设计了一种基于摩尔光栅的高性能激光器,以及提出了一种交错采样光栅实现等效切趾的方法。本文的主要工作内容包括以下几点:1、基于重构-等效啁啾技术,将两个等效相移设计在谐振腔内,从而在±1级信道内实现双波长激射。并在此基础上通过线性调节采样光栅周期在±1级信道内实现等效啁啾,分离两个激射模式在腔内的光子分布,从而抑制了模式竞争效应。研究了不同腔长,不同折射率调制深度和不同啁啾率对双模激射的影响。整个光栅结构的图形尺寸均在微米级别,大大降低了制作难度。对制作好的芯片进行测试,测试结果表明该结构下激光器在14℃-40℃下波长差保持在0.82 nm不发生变化,在注入电流为60m A-120m A时,边模抑制比保持在35d B以上,两个主模时间的功率差小于1d B。室温下,持续测试一小时,激光器的各项参数均保持稳定。2、提出并计算了一种用于双波长激射的等效切趾光栅结构。利用改变采样光栅的占空比来实现等效切趾。将光栅耦合系数在腔内的分布调制为反高斯曲线,从而放大了透射谱禁带两侧的旁瓣,以此得到双波长激射。研究了不同腔长,不同折射率调制深度以及不同分布曲线对双波长激射的影响。该结构可以通过改变腔长、折射率调制深度和曲线分布控制双波长的频率间隔。其频率设计范围在1550nm波段可以从38GHz到660GHz。计算了在不同镀膜情况下该结构的成品率,AR-AR镀膜情况下等效切趾结构在端面随机相位条件下成品率为100%,而均匀采样结构与双相移结构的在该条件下的成品率分别为55%与70%。3、设计了一种基于采样摩尔光栅的极致窄波长差双波长激光器,用于锁定铯133核外电子自旋辐射跃迁,布置原子时钟。该结构下激光器的波长差仅为0.0245nm。提出了一种交错取样光栅结构,将等效切趾的光栅图形尺寸降低到微米级别。