1961年nanken等把红宝石激光器发出的694.3nm的红色激光脉冲聚焦在一块石英晶体上，观察到部分入射波能量转换成347.15nm的紫外光波，而紫外光频率恰好是红色入射光的二倍，这是首次在实验上观察到一种重要的非线性光学现象-倍频效应(二次谐波的产生）。这个实验的成功，标志着非线性光学时代的到来，非线性光学成为光学学科中一门崭新的学科。短短几十年间非线性光学已应用在很多科学领域的研究发现。随着科技进步，光通讯技术对经济和社会的发展发挥着越来越重要的作用。人们正逐步开发具有优良非线性光学特性的材料，进一步满足高度信息化社会对信息高速传输、处理和运行的要求。人工合成的低维半导体材料是经大量理论和实验研究证明的能够满足人们要求的理想的非线性光学材料之一。　　 近些年来，人们逐渐对GaN/InN、GaN/AlN及其三元合金等宽禁带Ⅲ-Ⅴ族纤锌矿氮化物半导体量子异质结构产生了强烈的兴趣。所有的Ⅲ-Ⅴ族纤锌矿氮化物异质结构中均存在强大的自发极化与较大的压电系数，自发极化和压电极化直接导致体系中出现强的内建电场。在体系强内建电场的作用下，Ⅲ-Ⅴ族纤锌矿氮化物异质结构中出现了许多新颖的光学特性。Ⅲ-Ⅴ族氮化物半导体的宽带隙覆盖了从紫光到红光的整个可见光波段，在基础物理领域有很高的研究价值，并且在器件研制方面潜力巨大。现在已经实现的有基于GaN基量子异质结构研制的紫外光探测器、激光二极管、高度蓝/绿发光二极管(LED)及其它的高温高频光电子设备，而且部分器件已经商业化。　　 研究人工合成的低维半导体材料-宽禁带Ⅲ-Ⅴ族氮化物半导体量子异质结构的非线性光学特性具有重要的现实意义。　　 但是过去的科学研究中:(1)忽略空间非局域光学特性，只考虑了局域光学特性;(2)宽禁带Ⅲ-Ⅴ族氮化物半导体量子异质结构中的内建电场基础理论不完整。这样在研究宽禁带Ⅲ-Ⅴ族氮化物半导体量子异质结构时，在空间非局域光学响应较强的情况下，忽略空间非局域光学特性，我们将无法发现材料一些固有的新特性。　　 本论文基于微观空间非局域光学响应理论，详细研究了强内建电场下InyGa1-yN/GaN单量子阱中线性和非线性子带间光学吸收特性。InyGa1-yN/GaN单量子阱因其独特的结构出现了一些新的光学特性。我们推导了该量子体系中的强内建电场表达式，讨论了在该强内建电场下量子阱的阱宽L、掺杂分数y和入射角θ等因素对光学吸收谱的影响。指出了在低维半导体材料中，电子对光场的空间非局域特性是不能忽略的。　　 本文共分五章，主要内容如下:　　 第一章，介绍了低维半导体材料量子体系中的研究背景、空间局域与非局域光学响应基本概念，总结了近几年国内关于对低维半导体材料的研究现状，简单说明本论文工作及主要贡献。　　 第二章，选取InyGa1-yN/GaN单量子阱为研究对象，理论推导出了该量子阱中内建电场的强度。　　 第三章，首先根据格林函数方法，利用电子的极化强度与光电场的空间非局域关系及空间非局域极化率的特性，给出了半导体量子阱中的基频局域场。其次详细说明在推导量子阱的基频局域场过程中用到的两能级量子阱的空间非局域线性、三阶非线性极化率的表达式，其中用到量子理论中的密度矩阵方法和迭代法。　　 第四章，在第二、三章的理论基础上研究了InyGa1-yN/GaN单量子阱中的空间非局域光学吸收谱。我们具体分析了在强内建电场下，量子阱的阱宽L、掺杂分数y和入射角θ等因素对阱中电子对光场的空间非局域光学吸收谱特性的影响。　　 第五章，总结本论文研究的主要内容，概括了研究的创新点，并展望了后续的研究工作。