基于弛豫空间倍增理论数值模型和修正的弛豫空间倍增理论模型，分析了不同倍增级数和不同载流子初始能量时级联倍增雪崩探测器的过剩噪声.研究了不同碰撞离化倍增层厚度、不同电子预加热层厚度、不同电场控制层掺杂浓度对过剩噪声因子的影响.同时，比较了DSMT模型、Van Vilet模型和McIntyre模型得到的结果.通过调整碰撞离化倍增层厚度、电子预加热层厚度和电场控制层掺杂浓度，DSMT数值模拟获得了一个相对优化的结构，其过剩噪声与Van Vliet模型ks=0.057时相当.

重点研究了多级倍增超晶格InGaAs雪崩光电二级管(APD)的增益和过剩噪声, 建立了新的载流子增益-过剩噪声模型。在常规弛豫空间理论基础上分析了其工作原理, 考虑了预加热电场和能带阶跃带来的初始能量效应、电子进入高场倍增区时异质结边界附近的弛豫空间长度修正以及声子散射对碰撞离化系数的影响, 提出了用于指导该类APD的增益-过剩噪声计算的修正弛豫空间理论。结果表明: 在相同条件下, 相比于常规的单层倍增SAGCM结构, 多级倍增超晶格InGaAs APD同时具有更高增益和更低噪声, 且修正的弛豫空间理论可被推广到更多级倍增的超晶格InGaAs APD结构, 在保证低噪声前提下, 通过增加倍增级数可提高增益。