红外探测技术在军事和民用领域有着广泛而重要的应用，其核心技术之一则是红外探测器。基于子带间跃迁的量子结构红外探测器在材料制备和器件工艺方面成熟而稳定，具有大面积均匀性好、成品率高等优点。其响应波长容易调节跟控制，响应时间较短，这使得它成为HgCdTe红外探测器件之后，又一重要的红外探测器件，近30年来一直是研究的热点之一。同时，基于子带间跃迁的其他新型量子结构器件如量子级联探测器刚崭露头角，并在某些方面显示出其与众不同的优势。能带工程的优越性，使得子带跃迁探测器件探测波长可以从中红外波段一直拓展到太赫兹波段。可以说，基于子带间跃迁的红外探测器的发展方兴未艾。本论文主要对基于子带间跃迁的光导型量子阱结构红外探测器以及光伏型量子级联探测器的光电性质进行了研究，具体如下：1优化了GaAs/AlGaAs甚长波量子阱结构的设计。详细研究了GaAs/AlGaAs甚长波量子阱红外探测器光电流谱随偏置电压与温度的变化。在理论上提出了甚长波量子阱探测器双激发态模型，阐明了甚长波量子阱红外探测器中双激发态的工作机理，确定了双激发态跃迁模式中第一类激发态呈现出的准束缚与准连续的状态特性。在不同工作条件下，隧穿过程和热离化过程分别会在形成光电流时占据主导地位。研究结果表明在甚长波量子阱红外探测器中束缚-准束缚态跃迁模式与束缚-准连续态跃迁模式可以相互转换。束缚-准束缚态跃迁工作模式相对于束缚-准连续态跃迁工作模式可以有效的降低器件暗电流、提升器件工作温度、提高器件的探测率。2对基于子带间跃迁的光伏型量子级联探测器做了初步的研究。分析讨论了量子级联探测器中掺杂浓度以及周期数目对最终器件性能的影响。利用InGaAs/InAlAs材料设计制备了峰值响应波长在4μm的量子级联探测器。器件在77K温度下峰值响应率约为1.27mA/W，约翰逊噪声探测率约为1.08×1011Jones。利用GaAs/AlGaAs材料设计制备了峰值响应波长在8.9μm的量子级联探测器，77K温度下约翰逊噪声探测率约为9.2×109Jones。利用InGaAs/InAlAs材料设计制备了峰值响应波长在19μm左右的量子级联探测器，其15K温度下探测率达到9×109Jones。通过对长波结构变偏压下的响应电流以及不同偏压下能带结算结果的分析认为，级联结构中最后一个能级与下一个周期中基态能级之间的能量差对器件的响应电流大小有重要影响。当该差值与材料体系中纵光学声子的能量一致的时候，将会获得最大的响应电流。3采用GaAs/AlGaAs材料，将子带间跃迁的量子阱探测器的探测波长拓展到太赫兹的波段(最长达52.6μm)。同时，实验上观测到太赫兹量子阱探测器暗电流随偏置电压的变化呈现出不连续现象。在扫描电压范围内，存在一个阈值电压使得电流呈现出巨大的不连续性。对此认为这是由于第一个量子阱发生的崩塌导致的碰撞离化引起的。温度的升高使得热离化能增大，使得载流子热发射到连续态的机率增大，热激发的暗电流逐步占据了统治地位，碰撞离化的过程将会减弱，暗电流的不连续性也将会消失。采用暗电流的隧穿模型对器件的暗电流进行了理论计算模拟，结果显示在较低偏压以及大偏压区域理论计算结果与实验结果吻合较好。