现代科技对信息的传输速度要求越来越高，而信息的传输过程受到半导体器件的限制。在过去的二十多年里，半导体中载流子的超快动力学过程的研究有了很大的进展，其后的动力就是对半导体器件反应速度有不断的需求。在微电子器件中为了满足这种要求，就需要对半导体的基本动力学过程有深入的了解。因此，在光脉冲激发下的半导体处于非平衡态，它的各种驰豫阶段有不同的反应机制和速度，本文就是在这个基础上展开研究。 为了让读者对半导体动力学有个基本认识，本文先简要介绍了在激发态下半导体的各种微观驰豫过程。动量和能量驰豫，载流子—载流子散射，谷间和谷内散射，光学声子散射，载流子扩散等机制都已被广泛研究。早期研究半导体的主要局限就是超短脉冲的限制，于是我们接着介绍了钛宝石激光器的发展。并回顾了几种重要的实验手段，泵浦探测，四波混频，Z扫描和荧光上转换。这些实验技术使得探测半导体的超快过程分辨率仅受超短脉冲本身的限制，与电子探测器的反应速度无关。它们可以在比以往可能达到的更短的时间尺度上探测半导体的性质。 这些飞秒光学技术为产生并探测半导体中热载流子的非平衡态分布提供了强有力的方法。过去，在用超快光谱的方法探测体材料半导体GaAs等Ⅲ—Ⅴ族半导体时，光子激发能量大于半导体能隙宽度。由于掺杂不易等原因，Ⅱ—Ⅵ族半导体的研究尚落后不少。在像GaAs和ZnSe这样的极性半导体中，电子主要通过释放纵波光学声子失去多余的能量，与晶格达到热平衡。 本实验室利用飞秒泵浦探测透射技术对体材料半导体n—型ZnSe的载流子超快动力学过程进行了研究讨论。800nm的泵浦光脉冲和探测光脉冲由Ti:sapphire激光系统获得。在室温下，ZnSe的能隙宽度是2.7eV，所以在接近零泵浦—探测时间延迟时，样品发生双光子吸收。由于动量驰豫散射，载流子—载流子散射以及载流子—声子散射，发生退相过程。通过弹性和非弹性的碰撞，发射纵波光学声子，半导体中发生准热平衡驰豫。我们得到了谷间散射和载流子热化的驰豫时间为1.1ps和94fs。这个过程与载流子浓度和晶格温度有密切关系。在我们所知范围内，这是首次得到ZnSe在800nm双光子激发下的谷间驰豫和热化过程驰豫时间。这时电子和空穴各自分布在能带底，形成准费米狄拉克分布。这种热平衡费米分布可以用两个参数来描述，准费米能级μ和载流子温度Tc，开始时载流子温度高于晶格温度Tc＞T1。热载流子通过发射和吸收声子，与晶格进行能量交换。当载流子温度与晶格温度相同时，载流子冷却，半导体恢复到平衡态。