与GaAs基量子阱相比，GaN基量子阱具有很大的导带阶跃、超快的载流子弛豫时间。大的导带阶跃有利于在GaN基量子阱中实现光通信波段的子带间跃迁。超快的载流子弛豫时间有利于在GaN基量子阱中获得更快的光响应速度。因此，GaN基量子阱中的子带间跃迁在光通信领域中有广阔的应用前景。与GaAs基量子阱中子带间跃迁不同的是，GaN基量子阱中存在的强极化电场会对其中的子带间跃迁产生很大的影响。本文用薛定谔-泊松方程自洽解的方法在考虑强极化电场影响的基础上研究了GaN基量子阱中的子带间跃迁。得到的主要结果如下：　　 (1)研究了外加电场对AlN/GaN耦合双量子阱中子带间跃迁的波长和吸收系数的影响。发现当外加电场作用于AlN/GaN耦合双量子阱时，可以使基态到第二激发态的吸收系数变为零。随着外加电场的增大，基态到第二激发态的跃迁波长减小，而第一激发态到第二激发态的跃迁波长增大。　　 (2)研究了外加电场对AlN/GaN耦合双量子阱中第一和第二子带对共振的影响。发现当外加电场作用于AlN/GaN耦合双量子阱时，可以使基态到第二激发态以及第一激发态到第三激发态的子带间跃迁矩阵元同时为零，而使基态到第三激发态以及第一激发态到第二激发态的子带问跃迁矩阵元同时为最大值。因此，可以利用基态到第三激发态以及第一激发态到第二激发态的子带间跃迁来同时实现光通信波段(1.3μm和1.55μm)的双色探测。　　 (3)研究了极化电场对AlN/GaN耦合双量子阱中子带间跃迁引起的折射率变化的影响。发现随着极化电场的增大，基态到第二激发态的子带问跃迁引起的折射率变化增大，而基态到第三激发态的子带间跃迁引起的折射率变化减小。基态到第二激发态的子带间跃迁引起的折射率变化最大可以达到0.142。　　 (4)研究了结构参数对由AlxGa1-xN外延薄膜以及AlyGa1-yN/GaN单量子阱构成的紫外-红外双色探测器的波长和吸收系数的影响。发现当Al摩尔组分介于0.456到0.639时，紫外探测器部分的吸收波长对应于太阳光盲区(250nm-280nm)。当AlyGa1-yN/GaN单量子阱中AlyGa1-yN势垒的Al组分介于0.30到0.46，且GaN阱的宽度介于2.2nm到2.9nm时，红外探测器部分的吸收波长对应于大气窗口(3μm-5μm)。　　 (5)研究了极化电场对AlxGa1-xN/GaN耦合双量子阱中光生载流子隧穿几率的影响。发现在AlxGa1-xN/GaN耦合双量子阱中，随着极化电场的增大，子带对之间的共振被解除，从而导致了光生载流子的隧穿几率减小。此外，耦合双量子阱中光生载流子的隧穿几率要比具有相同结构参数的单量子阱中的隧穿几率大一个量级。