半导体激光器是利用半导体材料作为增益介质实现光放大,从而产生激光输出的激光器。相比于其他类型激光器,它具有明显的优点:体积小、发光效率高、可直接调制以及良好的集成能力。基于以上优点,半导体激光器在相干光通信,光纤传感、相干探测等领域获得了广泛应用。然而,科学技术的日新月异使得人们对这些领域的发展提出了更高的期望。而作为其主要的应用光源,半导体激光器的频谱性能越来越难以满足发展的需求,因而在各个领域中都不约而同的掀起了窄线宽半导体激光器的研究热潮。在众多研究方案中,外腔半导体激光器方案通过对激光谐振腔的外部结构进行优化设计,结构简单易实现,同时具有良好的频谱性能,是科研人员着重研究的方向。本方案基于一种性能优良的选频元件——微环谐振腔作为腔外结构,为主体激光谐振腔提供反馈光,以实现对激射模式的调控,达到压窄线宽的目的。激光器系统采用相干光负反馈机理,相比较于其它已有方案,避免了输出光经过外腔结构而带来过高的能量损耗,同时利用微环谐振腔良好的选频特性提供反馈光,故可实现线宽和输出功率性能的双重保证。本文对该负反馈半导体激光器方案做了系统的分析。首先根据激光器系统的要求设计了各部分元件的结构,以实现相应的性能要求;接着对该系统的运行机制进行了细致的理论分析,在理想条件下论证了该方案的可行性;最后,实地搭建了该负反馈半导体激光器系统,来验证该方案所具有的实际应用价值。测试实验表明,本方案的激光器泵浦阈值低,输出功率可达7.85 mW,输出光谱的边模抑制比可达62 dB,最终的激光线宽测量值为5.5 KHz,性能在目前国内外报道的方案中处于较优水平。基于以上对其优良性能的论述,同时考虑该方案兼具结构简单,成本较低的优点,本论文对未来高性能窄线宽半导体激光器产业化的实现具有一定的参考价值。