采用 Pekar 变分法研究了磁场对非对称量子阱中极化子性质的影响, 理论推导得到磁极化子基态能量的表达式, 分别讨论了磁极化子基态能量与波矢、阱宽、磁场回旋共振频率及阱深的关系。研究表明磁极化子基态能量是波矢和磁场回旋共振频率的增函数,是阱宽和阱深的减函数。由于晶体结构反演的非对称性以及磁场的作用, 极化子能量发生 Rashba 自旋-轨道分裂和 Zeeman 分裂, 分别讨论了强弱磁场下 Rashba 效应和Zeeman 效应在能量分裂中所占的主导位置。由于声子的存在降低了极化子的总能量，所以极化子态比裸电子态更稳定, 能量分裂也更稳定。

设计了组分为Al0.5Ga0.5As/GaAs/Al0.2Ga0.8As阶梯形量子阱结构,其导带子带能级可与中红外双波长CO2激光器的泵浦光光子能量共振.计算了此量子阱对两束泵浦光的二阶非线性差频系数χ(2)DFG及三阶非线性系数χ(3)ω1和χ(3)ω2的表达式；在导带分别为抛物线形和非抛物线形两种条件下,对比研究了三个非线性系数随两束泵浦光波长的变化.χ(2)DFG、χ(3)ω1和χ(3)ω2随两束泵浦光波长λp1和λp2都是呈现出先增大后减小的变化趋势,对应不同泵浦波长,存在一个峰值；相比于导带为抛物线形,在非抛物线条件下三个非线性系数随短波长的泵浦光λp1的变化出现“红移”现象,而随长波长的泵浦光λp2的变化峰值位置基本相同；由量子限制效应导致的两种导带情况下子带能级变化,即与泵浦光光子共振条件发生变化,是出现“红移”的原因；而峰值数值上的差异,主要由量子阱子带能级间的跃迁矩阵元和两种导带条件下不同的能级差决定.

为了实现基于光整流方式的室温下宽调谐高效率太赫兹源，设计了一种适于双波长CO2激光器共振子带跃迁泵浦的双阱嵌套形非对称量子阱结构，结构组分为Al0.5Ga0.5As/GaAs/Al0.2Ga0.8As，采用密度矩阵及迭代方法计算了其二阶非线性光整流系数χo(2)表达式，在导带为抛物线形和非抛物线形两种条件下对χo(2)进行对比研究。计算结果表明，其偶极跃迁矩阵元随量子阱总阱宽的增大而逐渐减小。当固定量子阱总阱宽及其中一束泵浦光波长不变时,χo(2)随着另一束泵浦光波长的增加，呈现出先增大后减小的变化趋势。当深阱为7 nm、总阱宽为23 nm、两束泵浦光相等为10.64 μm时,χo(2)达到最大值5.925×10-6 m/V；随着总阱宽的增大,χo(2)曲线呈现“红移”现象，其原因为量子限制效应导致了不同阱宽条件下的量子阱能级值差不同，从而造成满足泵浦光光子能量与能级差共振条件的变化。导带为抛物线形和非抛物线形两种条件下的χo(2)的最大值对应泵浦光波长基本相同,χo(2)数值上的差异主要由跃迁矩阵元的不同导致。

主要研究了一个特殊非对称量子阱中的线性和三阶非线性光吸收系数.首先利用量子力学中的密度矩阵算符理论和迭代方法导出了线性和三阶非线性光吸收系数的表达式,然后以典型的非对称量子阱GaAs/AlGaAs材料为例作了数值计算.数值结果表明,入射光强以及系统的非对称性对总的光吸收系数有比较大的影响,从而为实验研究提供理论依据.

本文研究了非对称Ⅱ-Ⅳ族耦合多量子阱Zn1-xCdxSe/ZnSe的荧光光谱和拉曼散射谱特性.实验中观察到了比较明显的量子阱荧光峰;在拉曼散射谱中观察到了分别对应于与ZnCdSe窄阱和宽阱的一级限制光学模LOL和LOW及对应于ZnSe/GaAs界面的声子和等离子体的耦合模,并对它们进行了简单分析.

采用反射式二次谐波产生方法对非对称Ⅱ-Ⅵ族耦合量子阱Zn1-xCdxSe/ZnSe的非线性光学特性进行了研究。与衬底相比，非对称量子阱在可见光波段的二次谐波信号增强一个量级以上。测量和比较了室温下量子阱样品与衬底样品的荧光光谱，研究了在入射光和反射光均为p偏振，以及入射光和反射光分别为s偏振和p偏振两种情况下，二次谐波强度随样品旋转方位角的变化关系，可见其有非常明显的二阶非线性光学各向异性。

采用反射式二次谐波产生(SHG)方法对非对称Ⅱ-Ⅵ族耦合量子阱Zn1-xCdxSe/ZnSe的非线性光学特性进行了研究.非中心对称性和阱间耦合效应在很大程度上增强了材料的非线性效应.发现在入射光和反射光均为p偏振,以及入射光和反射光分别为s偏振和p偏振两种情况下,SHG信号都随Cd含量x的增大而减小.与ZnSe基体材料相比,非对称耦合量子阱(ACQW)在可见光波段的SHG信号增强一个量级以上.同时发现SHG信号随入射光偏振角的变化而周期性地变化.