半导体器件利用电荷输运传递信息，因而，电荷输运常数决定了器件的尺度和响应频率。近年来随着超高速半导体电子器件的发展，半导体中电荷的超快输运动力学及其输运机制也受到广泛关注。另一方面，半导体基础物理学中，对爱因斯坦关系的成立条件一直也存在争议。其根本原因在于目前没有一种实验技术能同时精确测量电荷的动态扩散常数和迁移率。因此，发展高灵敏度、高精度和实验相对简单的超快电荷输运动力学测试技术，具有重要的科学意义和实用价值。　　 本文基于飞秒时间分辨泵浦～探测饱和吸收光谱技术，发展了瞬态光栅局域周期采样饱和吸收光谱技术及其理论和透射光栅调制泵浦-探测饱和吸收光谱技术及其理论。这些光谱技术具有高灵敏度度、实验简单等优点。更重要的是它们能同时测量电荷的扩散常数和迁移率，因而能为爱因斯坦关系的检验提供实验证据。应用所发展的光谱技术实验研究了GaAs半导体及其量子阱中电子双极扩散输运动力学，获得了电子的双极扩散常数，分析了电子-空穴间的库仑作用等因素对半导体电子扩散动力学过程的影响，取得了如下研究成果：　　 第一，发展了瞬态密度光栅局域周期采样泵浦-探测饱和吸收光谱技术及其理论。该方法是在瞬态光栅后面紧贴同周期、相同取向的一维黑/白透射光栅。利用白缝透射实现对瞬态光栅的局域周期采样。探测透射光的饱和吸收变化，具有灵敏度高，能同时测量电子双极扩散常数和迁移率的优点。发展了该光谱技术的理论模型。应用发展的这种光谱技术研究了GaAs量子阱中电子双极扩散输运动力学，并应用发展的理论模型拟合实验数据，获得了GaAs量子阱的电子双极扩散常数。　　 第二，发展了透射光栅调制泵浦-探测饱和吸收光谱技术及其理论。该方法具有实验装置非常简单的优点，仅仅在传统的泵浦-探测实验装置中增加一个一维黑/白透射光栅，样品紧贴其后，测量透射探测光的饱和吸收变化。同样具有灵敏度高、能同时测量电子双极扩散常数和迁移率的优点。同时，发展了该方法的理论模型。应用此技术实验研究了GaAs的电子双极扩散输运动力学，获得了其扩散常数。　　 上述实验技术的发展为进一步开展电子双极扩散和迁移动力学研究，直接实验验证爱因斯坦关系奠定了基础。但由于样品限制，本论文尚未开展此研究。