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超辐射发光二级管因其大输出功率、较宽光谱、短相干度等优良特性，广泛应用于光纤陀螺、光纤光栅传感器、光学层析成像系统、波分复用系统及光处理系统中。超辐射发光二级管的理论研究已经比较成熟，为了不断地提高其发光功率、增加光谱宽度等器件性能，人们对不同的材料、器件结构以及器件工艺的改进方面进行了研究。本论文根据1.3μm超辐射发光管的要求，在量子阱结构的设计中采用不同阱宽的多量子阱有源区结构，以期展宽器件的发光光谱；并在采用非泵浦吸收区器件结构的基础上，针对制作工艺中存在的问题，重点研究了InGaAs材料的ICP干法刻蚀，并应用到对超辐射发光管台面制作工艺的改进中；为减少出射端面的反射率，抑制F-P腔的激射，对1.3μm超辐射发光管所用增透膜系进行了设计分析，得到了以下结果：
在1.3μm超辐射发光管的台面制作工艺中，要求台面陡直。选择性湿法腐蚀InGaAs层的腐蚀速率为0.32μm/min，但是存在严重的钻蚀现象，对器件性能提高不利。使用国产ICP-98C感应耦合等离子刻蚀设备，确定了Cl基气体对InGaAs ICP刻蚀的工艺参数。在总流量为18sccm，Cl2/Ar=6sccm/12sccm，ICP功率为300W，RF功率为80W，自偏压维持在较低的-100V条件下，InGaAs的刻蚀速率可以达到420nm/min;刻蚀RMS粗糙度可以控制在较小的范围内(2.7nm)，此时380nm Si3Nx掩膜有效保护时间为7分钟。Ar+刻蚀InGaAs和ImP会明显改变相应的原子含量，湿法处理可以有效消除了晶格损伤。将ICP干法刻蚀应用到超辐射发光管的台面制作工艺中，SEM图像显示钻蚀现象得到了避免，波导宽度与设计值更接近，湿法腐蚀InP层后腐蚀沟道RMS粗糙度为1.022nm，平整度良好。
蒸镀增透膜能够有效地增强超辐射发光器件的光学性能，论文通过对光学膜优化设计方法的研究，选择了适应性更强的针形算法；考虑镀膜的可操作性，选择常见的几种镀膜材料进行设计。确定三层TiO2+MgF2膜系，MgF2/TiO2/MgF2各层厚度分别为26.75nm/76.59nm/244.22nm，1.3μm超辐射发光管在100nm宽带范围内增透膜系的平均反射率＜10-6。如果对透射率要求更高，可以选择六层的MgF2+Ge膜系，其在设计范围内(1260nm-1360nm)的最大反射率仅为1.3×E-7。