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本论文阐述了基于垂直腔面发射激光器(VCSEL)制作垂直腔面微小孔激光器的方法，从理论设计、工艺制作和光电特性分析等方面对纳米孔径激光光源进行了研究。论文主要的工作内容和研究成果如下：
1.根据微小孔器件的特殊工艺要求，论述了微小孔垂直腔面发射激光器的腔面膜系设计。建立了利用时域有限差分(FDTD)方法计算模拟纳米光源的结构模型，并给出了其中的设计参数。同时，利用FDTD方法计算了不同尺寸单个微小孔的近场分布。
2.在VCSEL基础上利用聚焦离子束刻蚀的方法成功制作出了单个微小孔径垂直腔面发射激光器(NA-VCSEL)，并分析了在制备过程中的一些关键工艺。小孔尺寸为400nm×400nm时，在25mA驱动电流下最大输出光功率达到了0.3mW，功率密度约为2mW/μm2。还针对NA-VCSEL的特殊制作工艺，分析研究了单个微小孔器件的光电特性，包括L-I-V特性、光谱特性、近场特性和寿命特性。
3.利用二维FDTD模型计算了具有周期性光栅结构纳米光源的近场分布，并对其周期的参数进行了初步的优化。和同样大小的单个微小孔径激光器相比，理论预期这种结构对近场有一定的增强，具有较小的远场发散角，可以提高光束的质量，意味着利用此方法可以制成一种方向性良好的光源。
4.在VCSEL基础上制作出了具有表面等离子体调制结构的微小孔径垂直腔面发射激光器。和同样大小的单个微小孔径激光器相比(小孔直径为200nm)，出光功率在15mA驱动电流下从0.18mW提高到了0.3mW，从实验上验证了这种结构的透射增强作用。通过对其远场特性的测试，发现它的远场发散角也明显减小，从而进一步证明了这种结构对光束的约束作用，和模拟得到的结果一致。为课题后续研究工作做出了有益的探索。
5.通过三维FDTD模型计算了三种不同形状孔(圆孔、方孔和C孔)近场的出射光斑和最大光强值，验证了C型孔对近场光能量的增强和对光斑的限制作用。这主要是由于近场局部表面等离子体共振耦合效应。另外，还计算了纳米金属颗粒产生的局域表面等离子体增强效应。
6.在N面出光980nmVCSEL基础上制作出了微小孔阵列激光器，其最大输出光功率达到了1mW，并对器件的特性进行了分析。