以光电阴极为核心的光电探测器件在海洋探测领域发挥着重要的作用，在此背景下，本文提出了一种对532 nm敏感的窄带响应GaAlAs光电阴极，并围绕其表面模型、光电发射过程、量子效率理论、材料结构设计、制备工艺和性能评估等方面开展了研究，对我国海洋探测器件的发展具有参考意义。　　针对GaAlAs光电阴极理论研究的缺乏，构建了GaAlAs(100)β2(2×4)重构表面，对该表面的Cs、O吸附模型进行了研究，并结合Topping模型的计算结果分析了Cs吸附引起的GaAlAs表面电子亲和势的变化。围绕Spicer光电发射“三步模型”，计算了GaAlAs光电阴极产生的光电子在体内、到达表面和隧穿表面势垒逸出到真空中的能量分布。基于量子效率模型，通过求解一维少子连续性方程，推导了反射式GaAlAs光电阴极、GaAlAs窗口层参与光电发射的透射式GaAlAs光电阴极和具有超薄发射层的反射式GaAlAs光电阴极的量子效率公式。　　根据GaAlAs光电阴极量子效率公式和光学性能计算公式仿真分析了外延层Al组分、外延层厚度、电子扩散长度、后界面复合速率和表面电子逸出几率对量子效率的影响。综合各性能参量的影响，仿真得到峰值位置在532 nm处的透射式光电阴极量子效率曲线，以此为依据设计了对532 nm敏感的透射式GaAlAs光电阴极结构。结合透射式GaAlAs光电阴极结构，设计出了模拟透射式的反射式GaAlAs光电阴极结构，并采用MOCVD外延生长技术进行了材料生长。　　利用XPS分析仪对不同化学清洗方法处理后的GaAlAs表面进行了测试，并分析了GaAlAs表面的Ga、Al、As、C和O的光电子能谱曲线，发现采用4∶1∶100的H2SO4(98％)∶H2O2(30％)∶H2O溶液和1∶3的HCl(37％)∶H2O溶液的两步化学清洗法既能有效地去除GaAlAs表面的氧化物，又能去除一定的杂质C。在超高真空激活系统中对GaAlAs光电阴极的加热净化温度进行了研究，分析了加热过程中真空度随温度的变化情况。对GaAlAs光电阴极样品进行了Cs、O激活，发现Cs电流的大小不会影响首次进Cs激活的光电流峰值，不同Cs/O电流比例对Cs-O交替激活过程中光电流的变化有较大影响。　　对不同工艺制备的GaAlAs光电阴极的性能进行了评估，发现采用两步化学清洗和700℃加热净化进行处理，并利用合适的Cs/O比例激活后的GaAlAs光电阴极可获得较好的光电发射性能，制备的反射式GaAlAs光电阴极在532 nm处的量子效率可达到26％。在超高真空激活系统中，对不同光照强度下、多次加热净化处理和多次补Cs激活的反射式GaAlAs光电阴极的稳定性进行了评估，并对GaAlAs表面的Cs吸附机理进行了研究。研制了基于窄带响应透射式GaAlAs光电阴极的真空光电二极管，该器件实现了在532 nm附近出现峰值响应。