考虑到氮化物半导体量子异质结构中由自发极化和压电极化引起的强内建电场，本论文从理论上研究了In<,x>Ga<,1-x>N/GaN单量子点和耦合量子点中的自由激子态和束缚激子态，In<,x>Ga<,1-x>N/Al<,y>Ga<,1-y>N量子阱中的子带间线性、非线性光吸收和折射率改变。本论文给出氮化物量子异质结构中内建电场的形成原因和理论求解办法，并计算出内建电场的数值可达MV/cm量级，这与实验结果是相符的。考虑到强内建电场效应，本论文采用有效质量近似和变分方法，研究了In<,x>Ga<,1-x>N/GaN单量子点和耦合量子点中的自由激子态、激子结合能和发光波长，并通过数值计算给出了结构参数和内建电场对激子态的影响。更进一步，考虑到氮化物半导体中包含缺陷和杂质，我们研究了激子束缚于一个正电施主杂质形成的束缚激子的激子态，同时探讨了内建电场、结构参数和施主位置对束缚激子态的影响。基于密度矩阵方法，本论文研究了In<,x>Ga<,1-x>N/Al<,y>Ga<,1-y>N单量子阱中的线性、三阶非线性子带间光吸收系数和折射率改变随光子能量和波长的变化。我们的结果表明，入射光强度增大将导致非线性项的增加，In和Al的成分、电子掺杂浓度和内建电场也会对光吸收系数有显著影响。 本论文的计算结果将对基于氮化物半导体的蓝光／紫外激光二极管、发光二极管、红外光探测器和可调带结构的光子晶体等光电器件的设计有指导意义和价值。