半导体子带激光器以及外场作用下半导体微结构的相干动力学过程是当前理论和实验研究的热点。外场作用下的半导体系统会表现出许多有趣的物理现象。本论文数值模拟了光泵浦Raman激光器中的微观过程；研究了半导体子带与外加超快光场的相互作用规律；引入了一个新的Green函数来简化对周期外场(如THz场)作用下的物理系统的描述。研究结果对深入理解外场作用下低维半导体中载流子相干动力学过程以及半导体子带激光器的设计具有重要学术价值。本论文的主要研究内容和结论包括： 1．利用连续介质模型，研究了非对称双量子阱中的电子-声子相互作用过程。在量子阱阱宽很窄的情况下，界面声子模式是主要的跃迁机制。当两个子带能级间隔与某一个界面声子模式的能量相当时，由于电子共振跃迁，跃迁速率显著增加。其中，类反对称的声子模式对跃迁几率的贡献最大。我们还计算了半导体子带间Raman激光器的Raman增益，发现随着泵浦强度增加，Raman增益会出现饱和，这与实验结果相吻合。 2．在随机相位近似下，推导了包含三个子带的电子与外加光场相互作用的半导体Bloch方程；计算了超快光束与半导体量子阱相互作用的瞬态吸收谱以及子带粒子占据数等。计算结果表明，通过改变两束超快光束的相位差和延时大小可以实现电子在各个子带间的选择性跃迁。同时，由于电子在子带间的相干振荡，理论上可以实现THz辐射发射。我们还计算了在连续THz场和超快光场作用下，量子阱的吸收系数和子带粒子数。结果表明这些量对THz场的相位和强度敏感。 3．为了简化对周期外场作用下物理系统的描述，我们首先扩展了由Hamilton量确定的Hilbert空间并给出了定义在该扩展Hilbert空间上的算符的期望值。随后，通过引入一个新的Green函数，计算了THz场驱动下的二维电子气的能态密度和热学性质。该方法具有清晰的物理意义，所得结果与以往文献中利用其他方法得到的结果完全相同。本文的方法可以推广到包含多个外加周期场的情形。