基于ZnO、CdS、CdSe等半导体纳米线的激光器由于具有低阈值,容易制备和易于集成等优势,近年来引起了研究者的广泛关注。和氧化硅微纳光纤是绝缘介质材料相比,半导体纳米线既能传导光子,也能传输电子,广泛应用于电子学和光电子学器件。在半导体纳米线激光器的研究中,半导体纳米线不仅作为增益介质,而且是激光谐振腔的主体。由于纳米线直径较小和衬底的存在,在纳米线结构外面的倏逝波会从纳米线的边缘扩散出去或扩散到衬底中,从而引起较强的损耗,增加激光器的阈值。对于半导体纳米线激光器,研究中还有一个难题就是难以获得高效的光输入输出耦合,这也是限制其获得更广泛应用的一个方面。理论和实验研究表明,通过复合结构可以提高耦合效率,获得高的品质因子,降低激光器阈值。本论文在综述微纳光纤和微激光器的研究成果的基础上,提出了微纳光纤和半导体纳米线复合结构微激光器的概念,系统的研究了微纳光纤的机械化制备,CdS纳米线和微纳光纤复合结构微激光器及复合结构多波长微激光器的制作和光学特性。取得的创新性成果如下：(1)本文研究了基于电解水装置的可控热源和步进电机的机械化制备微纳光纤的系统。该装置使用氢气火焰作为热源加热的光纤配合计算机控制的步进电机拉伸光纤,实现了重复性较高的微纳光纤制备。通过这套装置,我们单边拉伸获得了长度达400 mm、直径约400 nm的微纳光纤；双边拉伸获得了损耗小、直径细的两边锥形结构相似的微纳光纤。另外,我们改进热源,对金属丝电加热拉伸方法和激光加热方法也进行了一些尝试。(2)利用机械化装置制备的微纳光纤作为光输入输出耦合单元,和半导体纳米线复合,制作了一种复合结构微激光器。该激光器由直径约为394nm,长度约为49μm的CdS半导体纳米线贴在一根直径约为3.9μm的微米光纤上制成。我们用掺钇铝石榴石激光器(Nd:YAG 355 nm,6 ns,10 Hz)作为泵浦光源。由于微米光纤和半导体纳米线的直径处在波长尺度,所以把泵浦光耦合进半导体纳米线和收集半导体纳米线的荧光都是通过倏逝场完成的。通过实验发现,该激光器的中心波长为518nnm,阈值约为0.45μJ,对应的Q值为863,模式间隔为0.42nm。(3)将多种不同禁带宽度半导体纳米线CdSe纳米线(直径977nm、长度153μm)、CdS纳米线(直径370nm、长度66.7μm)、ZnO纳米线(直径306nm、长度72.6μm)依次贴在同一根直径为3.3μm的微米光纤上,制成微米尺度上的紫外-绿-红三色激光器。随着泵浦光能量的提高,我们在端面依次得到了单色、双色和三色激光。复合结构微激光器可以通过选用其它材料,以实现从紫外到红外的全波长覆盖。与传统的将半导体纳米线放在衬底上制成的纳米线激光器相比,这种激光器不仅可以避免衬底效应的影响,还有助于与光纤系统集成,为半导体纳米线集成在光子器件里实现了多样化的解决方案。