最初のQCLはInP基板に格子整合したGaInAs/AlInAs材料系で製造された。この材料系は520meVの伝導帯オフセット（量子井戸深さ）を有する。これらのInPベースのデバイスは中赤外線スペクトル範囲にわたり非常に高レベルの性能に達し、室温以上で高出力で連続波発光を達成する。1998年、GaAs/AlGaAsのQCLが Sirtoriらにより実証され、量子カスケードの発想が1つの材料系に限定されないことを証明した。この材料系は障壁のアルミニウム率に依存して量子井戸深さが変化する。GaAsベースのQCLは中赤外線でInPベースのQCLの性能レベルと一致しないが、スペクトルのテラヘルツ領域で非常に成功していることが証明されている。QCLの短波長限界は量子井戸深さにより決定され、近年では短波長発光を達成するために非常に深い量子井戸を有する材料系で開発されている。InGaAs/AlAsSb材料系は深さ1.6eVの量子井戸を有し3μmで発光するQCLを製造するために使われている。  InAs/AlSbのQCLは2.1eVの量子井戸を有し、2.5μmの短波長でのエレクトロルミネセンスが観測されている。QCLは伝統的に光学特性が悪いと考えられていた材料でのレーザー動作を可能にすることがある。シリコンのような間接バンドギャップ材料は異なる運動量の値で最小の電子および正孔エネルギーを有する。バンド間光学遷移についてはキャリアは遅い中間散乱過程により運動量を変化させ、光放出強度が劇的に低減する。しかしサブバンド間の光学遷移は伝導帯および価電子帯の最小値の相対運動量とは無関係であり、Si/SiGe量子カスケードエミッタの理論的提案がなされている。
散乱率は、サブバンドの電子波動関数を決定する超格子における層の厚さを適切に設計することで調整される。2つのサブバンド間の散乱率はサブバンド間の波動関数とエネルギー間隔の重なりに大きく依存する。図は3量子井戸(3QW)QCL活性領域および注入器における波動関数を示す。を減少させるために、上部および下部レーザー準位の重複を低減する。これは上部レーザー準位が主に3QW活性領域の左側井戸に局在するように層の厚さを設計することによりしばしば達成されるが、より低いレーザー準位波動関数は主に中央および右側井戸に存在するようになる。これは対角遷移として知られている。垂直遷移は上部レーザー準位が主に中央・右側井戸に局在するものである。これは重複を増加させ、したがって反転分布を減少させる を増加させるが、これは放射遷移の強度を増加させ結果的に利得が増加する。を増加させるために、より低いレーザー準位および接地準位の波動関数は良い重複を有し、さらに増加させるためにはサブバンド間のエネルギー間隔は縦方向光学(LO)フォノンエネルギーと等しくし共鳴LOフォノン-電子散乱がより低いレーザー準位を急速に減少することができるように設計される。
1996年10月20日の第41回衆議院議員総選挙を終えた時既に自社さ体制は限界に近づいていた。左傾化した支持者から見れば転向と映った社会党の方針転換と、同年1月に決まった社会民主党への党名変更に反発して一部議員・組織が分裂していった上に、9月に社さ両党から多くの議員が離脱して民主党を結成して更に弱体化した。そして社さ両党は総選挙で大きく議席を減らし、壊滅的な打撃を受けた。また閣外協力の自由連合は全議席を失った。一方自民党は、総選挙では過半数に及ばなかったものの議席を増加させ、後に野党第1党の新進党から離党者が続出し一部が自民党に入党したため、衆院での過半数を回復した（1997年9月）。総選挙後に成立した第2次橋本内閣では、社さ両党は閣外協力に転じた。翌年には沖縄特別措置法や臓器移植法などでの与党内の不一致や、さきがけの衰退があり、また社民党は党首が土井たか子になって教条主義化したため、自民党への態度を徐々に硬化させた。また自民党は新進党内の旧公明系との連携強化を水面下で推進し始めていた。1998年6月、第18回参議院議員通常選挙を前に自民党は社さ両党との閣外協力を解消した。自社さ政権発足時に自民党総裁だった河野洋平は「総裁としては野党に下った自民党を政権に復帰させることが最大の使命だった。自社さ政権でそれを実現できた。他方、その結果、社会党という存在がやがて小さくなっていった。そのことが本当に良かったのかどうか。」と述懐している。亀井は「自社さ政権は、野武士みたいな政治家が集まり、歯ごたえがあった。今思い返しても非常に倫理観があり、バランスの取れた優れた政権になっていたのは、村山さんという人格者をトップに据えたからだと思う。」と回顧している。村山改造内閣で自治大臣、国家公安委員会委員長を務めた深谷隆司は「園遊会がありましてね。最後のテントのところで一杯飲んでいる時に村山さんとか野坂浩賢元建設大臣とか、みんな一緒になったんですが、村山さんが「深谷さんを敵に回すと本当に怖いと思っていたけど味方にするとこんなに心強いことはない」と。野坂さんは「アンタはワシを何回も怒鳴るから山賊だと思った」と言われた笑い話もあります。政治家って面白いんですね。一気に仲良くなる。自社さで三党になって社会党を説得して我々の意思を貫ければそれでやれるぞという形がありましたね。だから意外に抵抗感がなかったんですよ。それから自民党政権になっていくというのは段取りとしてはよかったかなと。」と回顧している。