具有反聚束特性的非经典光场是量子信息与量子光学的重要资源。基于非线性光学的量子干涉效应, 通过将压缩真空态与特定相位的相干态在光学分束器上合成的方法获得平移压缩真空态, 对压缩度和相干分量进行独立控制以获得反聚束。本文结合实验系统参数, 理论研究了压缩真空态的压缩度和相干态的幅度对实验产生反聚束光场的影响。在最优化平移条件下, 我们分析了系统总效率、背景噪声, 以及Hanbury Brown-Twiss(HBT)与Double HBT测量方法对反聚束光场g20测量的影响, 并讨论了误差为零处相应量子态的g20值和平均光子速率。

谐振腔通过增加光与原子相互作用的长度而增大探测光偏转角, 大大增强了原子磁强计的灵敏度。我们基于磁光旋转的铯原子磁强计, 在理论与实验上研究了磁场测量灵敏度的腔增强因子与腔镜反射率的关系, 得到在一定原子气室损耗条件下获得最优磁测灵敏度的最佳腔镜反射率。利用平凹驻波腔, 在特定的腔镜反射率, 原子气室对光功率的损耗分别为9.5%和8.5%, 对应的腔逃逸效率为38%和41%, 腔对磁场灵敏度的增强因子为4.4和5.1; 在保持光与原子相互作用强度的情况下, 随着原子气室对光场损耗的降低, 磁场灵敏度进一步增强, 腔增强效果更显著。

利用有限元分析技术定量仿真了重力场中双横梁支撑式三角形模式清洁器形变引起的腔长变化,得到在横梁宽度160 mm、偏移975 mm为振动最不敏感的横梁参数,模式清洁器在重力加速度中腔长变化率的最小斜率为067×10-10 mm-1;并通过模态分析与随机振动分析,确定了基模的振动频率为59 kHz,获得了适用于千赫兹以下低频压缩光产生的模式清洁器工作频段。

通过内置周期极化磷酸氧钛钾晶体的半整块谐振腔，采用铯原子D2线的抽运光实现了426 nm的蓝光倍频输出。实验采用了相对松散的聚焦，明显改善了基频光和倍频光吸收诱发的热效应。采用305 mW的模式匹配基频光，获得了117.2 mW的倍频蓝光，倍频过程中最高光-光转化效率达到42%；84.5 mW蓝光在约1 h内的功率起伏为0.48%。结果表明，所提方法可实现倍频光的稳定输出，在量子光学、光与物质相互作用等领域具有广阔的应用前景。

我们在实验上基于铯原子的2D+磁光阱获得了通量为8.5×1010原子／s、平均速度与速度分布分别为16 m／s与4 m／s、空间发散角为25 mrad的冷原子束流,通过相敏的飞行时间法对原子束流的通量进行了准确测量,并对背景原子气压、推送光功率以及冷却光失谐等参量对原子束流的影响进行了实验研究与分析。

受激拉曼绝热输运（STIRAP）是一种有效制备和控制原子态的技术，在原子操控和量子信息中具有重要意义，最近几年得到广泛关注。研制用于特定原子的拉曼激光是实现该过程的重要一步。研究了利用光纤波导调制器及干涉滤波器等组成的系统实现用于铯原子STIRAP过程的光源的方法。通过直接调制高频光纤调制器获得正负一级边带，并利用两个特殊设计的干涉滤波器和高稳定的控温系统，成功地分离出频率相差9.19 GHz的调制边带。边带与载波的对比度达到21 dB。该方法的特点是获得的两束光可以独立控制、失谐量易于精确操控、输出稳定。得到了两边带各120 μW的连续拉曼激光输出，经过独立调制后可广泛应用于原子态的制备和相干操控过程。

延迟选择实验是量子物理中一项重要的实验。本文利用单光子与腔的关系,提出了一种变通的可操作验证延迟选择实验方案。在光子进入腔中之后,通过控制光子与腔的失谐控制光子的入射(光子位于腔内)－反射(光子位于腔外)行为。该方案与传统的方案比较有一定的特点。

超低损耗光学镜片(超镜)是构建高品质光学腔和进行许多光学测量的重要器件,对损耗在百万分之一水平的高质量镜片的测量是一个重要的课题。通过在扫描腔长的情况下调节腔的起振模式,然后在腔的TEM00模式附近扫描激光频率实现了注入激光和腔的TEM00模的有效匹配; 以迟滞比较电路触发下的光开关控制注入光场的方式获得了连续激光光腔衰荡信号; 实验中完成了同一批损耗在10-6量级的超高反射率镜片的批量测量．实测最高反射率镜片的反射率为(99.99914±0.00004)%,测量精度优于10-6．结果表明对于同一批相同工艺生产以及相同存储环境存放的超镜,其损耗也存在较大差异。

We report the continuous wave (CW) second harmonic generation (SHG) with a periodically poled KTiOPO4 (PPKTP) pumped by a diode laser at 852.356 nm, which is exactly resonant on the cesium D2 transition. An output power of 54.4 mW of blue light at 426 nm was obtained at the pump power of 136.4 mW. The conversion efficiency is about 40%. The best matching temperature is 318.3 K. This CW blue light can be used for atomic physics, especially for the generation of nonclassical light at the transition of cesium atom through optical parametric oscillator (OPO).

采用共焦法布里珀罗腔(CFP)作为桥梁，可以实现不在原子、分子跃迁线附近的单频激光器相对于原子、分子跃迁线的锁定，从而可以有效地抑制激光频率的漂移。在实验中通过射频频率调制光谱技术结合饱和吸收光谱(SAS)将自制852nm光栅外腔反馈半导体激光器锁定到铯6S1/2 Fg=4-6P3/2 Fe=4、5交叉线上，通过Pound-Drever-Hall(PDH)射频边带技术将作为桥梁的共焦法布里珀罗腔锁定在852 nm激光频率上。再通过PDH方法将830 nm和908 nm两台远离铯原子D2线的外腔半导体激光器同时锁定在作为桥梁的共焦法布里珀罗腔上，实现了830 nm和908 nm两台激光器相对于铯原子跃迁线的锁定。由锁定后的误差信号估算，20 s内852 nm激光器相对于铯原子Fg=4-Fe=4、5交叉线的频率起伏小于±540 kHz，830 nm、908 nm激光器相对于共焦法布里珀罗腔的频率起伏分别小于±340 kHz和±60 kHz，共焦法布里珀罗腔相对于852 nm激光的频率起伏小于±550 kHz。