太赫兹(THz)量子级联激光器(QCL)是一种基于子带间电子跃迁的单极、全固态相干辐射源，具有能量转换率高、体积小和易集成等优点。最近十年，THzQCL的工作性能和应用都取得了非常迅速的发展。其中，THzQCL的电子输运模拟不但有力地推动了器件有源区和波导结构的设计，同时也为探究器件的物理机制提供了一种重要手段。本文的主要工作围绕THzQCL的电子输运模拟展开，主要研究结果及创新点如下:　　 1.发展了基于有效半导体布洛赫方程的THzQCL模拟方法，研究了上下激射能级间的多体效应。研究结果表明，当退相时间足够长时，多体相互作用会导致THzQCL增益回复过程中出现振荡现象。这是除共振隧穿外另一种能引起THzQCL中增益回复振荡的物理机制。同时，多体相互作用也导致非啁啾泵浦脉冲的共振频率发生红移。　　 2.基于包含共振隧穿的半导体布洛赫方程方法，研究了THzQCL共振隧穿过程中的多体相互作用。研究结果表明，由于多体相互作用使得共振隧穿两能级之间的能量差变小，共振隧穿的现象更加强烈。在非啁啾π脉冲激发后的增益回复过程中，多体相互作用的存在使得增益回复时间明显减小。　　 3.考虑THzQCL器件中的发射极注入，将器件有源区看做一个开放系统，完成了基于自洽布洛赫—泊松方程方法的THzQCL模拟，研究了THzQCL的稳态特性。自洽求解的结果表明，系统最终达到动态平衡，每个周期的电势随着时间不断变化。研究结果表明，自洽模拟比其它考虑周期性边界条件的模拟更接近实验结果，其对模拟结果的改进根源于自适应过程的引入。自洽方法能够在不增加计算复杂度的基础上给出更真实的THzQCL器件模拟结果。　　 4.采用包含光场的速率方程方法，模拟了THzQCL从非饱和态到饱和态的超快微观过程，研究了THzQCL中电子—光耦合的退相干效应。在较长的退相干时间下，非饱和增益系数较大，并且从非饱和状态到饱和状态的转变也较快。同时，在从非饱和态到饱和态的转变过程中出现了过饱和现象，尤其在退相干时间较长的情况下十分明显。