增益特性是半导体光放大器和半导体激光器等半导体光电器件工作时的重要参数。在光纤通信中,为了保证器件在实际应用中有效地工作,通常要求当有源区温度变化时,增益对光的偏振不敏感。相较于常用的InGaAsP材料,不同的AlGaInAs材料所组成的半导体合金间有大的导带不连续,可显著增加电子限制势能,从而更有效地阻止电子穿越势垒层泄露,这使得AlGaInAs材料具有良好的温度特性。本文在设计量子阱结构时采用AlGaInAs材料,以获得更好的温度性能。本文给出应变量子阱材料的能带理论以及相应的增益模型。首先分析应变对量子阱材料的临界厚度、能带结构的影响,然后给出带隙宽度以及带边不连续性的计算求解。量子阱半导体能带的基本模型的求解运用k · p方法并结合有效质量方程,分别给出量子阱材料的导带能级、价带能级及其波函数。在此基础上,结合带隙收缩效应和谱线展宽效应求解出量子阱增益谱的表达式并给出增益偏振相关性的描述。对AlGaInAs量子阱的材料增益特性应用MATLAB进行仿真分析,主要从应变量、阱宽、垒区材料组分以及载流子浓度等方面对量子阱材料增益的影响进行分析,再综合考虑光学限制因子和注入载流子阱间不均匀分布性,设计出在C波段范围内具有增益低偏振相关的AlGaInAs混合应变多量子阱结构,该结构在温度15℃-45℃范围内可以保持增益低偏振相关性。本文的研究内容对于AlGaInAs量子阱器件的优化设计具有一定的指导意义。