透射式变组分变掺杂GaAs光电阴极在蓝绿光波段具有较高的响应能力，这在海洋探测、高能物理以及天文观测等领域具有很好的应用前景。本文对透射式变组分变掺杂GaAs光电阴极的光学性能、光电发射性能、组件结构设计、厚度拟合软件，以及金属有机化合物化学气相沉积法外延技术生长的不同结构光电阴极的实验分析等方面进行了研究。　　首先，本文基于薄膜光学矩阵理论推导了透射式变组分变掺杂GaAs光电阴极的光学性能计算公式，并分析了透射式变组分变掺杂GaAs光电阴极各个膜层的光学常数和厚度对光学性能的影响。　　其次，从光电阴极的光学性能出发，通过求解光电子传输所遵循的一维连续性方程，得到了透射式变组分变掺杂GaAs光电阴极的量子效率理论模型，并分析了各个膜层的厚度对阴极量子效率的影响。然后，基于得到的量子效率理论模型，对比分析了窗口层变组分和窗口层定组分结构的透射式GaAs光电阴极在短波段的量子效率差别。　　最后，基于光电阴极的光学性能计算公式以及量子效率理论模型，利用MATLAB的GUI功能编写了可用于透射式变组分变掺杂GaAs光电阴极组件结构设计以及厚度拟合的软件。设计并生长了透射式变组分变掺杂和透射式定组分变掺杂GaAs光电阴极样品，测试了样品的光学性能曲线和光谱响应曲线，拟合了实验曲线得到了阴极的性能参数。结果表明，所建立的理论模型得到了较好的实验拟合效果。本文的研究工作对透射式变组分变掺杂GaAs光电阴极的理论研究和结构设计具有一定的指导意义。