超分辨荧光显微成像技术可以突破光学衍射极限，为研究亚细胞结构乃至蛋白质等生物大分子的内部动力学过程提供了极其重要的研究工具，因此自发明以来就被生物及医学领域的科研工作者所关注和应用，特别是近年来生命科学和生物技术的突飞猛进，使超分辨荧光显微成像技术得到了前所未有的发展。本文主要阐述四种较新超分辨荧光显微技术的研究进展，即最低光子数超分辨荧光显微成像，波动超分辨荧光显微成像，基于荧光发色团反聚束效应的超分辨显微成像，以及基于深度学习的超分辨显微成像方法。分别从这些超分辨荧光显微技术的基本原理，实验实现方法及相关要求，成像性能及其与相关技术的对比，以及与其他超分辨技术的结合等角度，对近期的研究进展和应用情况进行简要说明，以期给该领域的研究人员提供一些参考。

研究了相干驱动原子与单模腔强耦合时的光子关联特性，以及非对称耦合时集体效应对平均光子数和光子关联性质的影响。分析发现：在弱驱动情况下，驱动原子可以实现单光子阻塞现象，腔内溢出光子遵从亚泊松统计分布，呈现反聚束状态。同时，两原子之间的距离影响缀饰能级，当两原子的耦合相位差大于90°时，非对称耦合导致在中心频率处出现很强的光子激发。由于共振效应，腔内光子呈现出很强的聚束性。随着驱动场强度的增加，两侧边峰处的光子数逐渐增加，双光子激发占主导，从而可以实现双光子阻塞现象，即光子成对出现。本系统为研究集体效应导致的量子光学现象提供良好平台。

运用全量子理论,探讨了 Pólya态光场在与Λ型三能级原子相互作用时,原子初态及某些光场参数对粒子布居数反转、光子反聚束效应以及光场压缩特性的影响。结果表明: 原子处于不同初态时,光场概率参数、最大光子数及光场分布参数对系统光场粒子布居数反转的回复-崩塌现象有着显著的影响;初态为激发态或相干叠加态时,在光场概率参数、原子相对失谐量、最大光子数和光场分布参数的影响下,系统光场均可在一定条件下表现为完全的聚束效应或者完全的反聚束效应,但初态不同影响规律也各不相同;如果初态处于激发态,且原子相对失谐量、光场概率参数和最大光子数同时较小,则系统光场的X1分量可以间歇性的出现短时间的压缩。

通过高阶压缩效应,高阶反聚束效应和二阶亚泊松分布等统计性质,研究了压缩真空态的高阶非经典性质。采用数值计算方法,讨论了压缩参数对态的高阶非经典性质的影响。研究结果表明: 压缩真空态呈现出高阶压缩效应和四阶反聚束效应,并且这些非经典性质均随压缩参数增大而增强。但它未呈现出一至三阶反聚束效应,也没有展示出一阶亚泊松分布和二阶亚泊松分布等特性。

在全量子理论的背景下提出两个二能级原子分别与一单模腔场相互作用的系统模型，利用量子主方程和数值模拟计算等方法，研究该体系中腔场平均光子数、Mandels Q因子及二阶量子相关度在非稳态时的变化规律。此外，对体系中原子及腔场中光谱结构进行了分析。结果表明:减小腔场耗散系数，增大原子间耦合系数，体系量子特性愈加明显。体系光谱呈现出Mollow 三重峰结构，且原子辐射谱强度远大于腔场辐射谱强度。当原子跃迁频率与腔场跃迁频率为近共振时，Mollow峰值为三峰中最大值。此外，增大原子与腔场间耦合系数，可增大原子光谱的中峰强度；而增大腔场光谱的中峰强度，则需减小原子与腔场间耦合系数。

采用相干态正交化展开方法，研究了非旋波近似下V型三能级原子与单模腔场的相互作用,并且利用保真度对能级的交叉问题进行了判断.研究了在二项式光场作用下，V型三能级原子初始状态以及二项式态光场的光场系数对光场二阶相干度的影响.数值计算结果表明：原子初始时刻处于基态时，随着η的增大光场呈现聚束效应的持续时间先增大后减小；原子初始时刻处于叠加态时，随着参量η的增大光场呈现聚束效应的持续时间逐渐减弱；当η的值足够大时，在这两种情况下光场都将完全呈现反聚束效应;当其它参量不变时，G2(t)的平均值会随着耦合强度的增大而增大.

采用数值计算法研究了纠缠双原子和相干光场相互作用中辐射光场光子数分布的演化特性.结果表明,通过和纠缠双原子的相互作用,使得不具有反聚束效应和光子亚泊松分布的相干光场获得了非经典特性.并且初始双原子间的纠缠强度越大,辐射光场的非经典性质越强,说明可以通过选择初始原子状态制备非经典辐射光场.

考虑双模纠缠相干光场，将其中一束光注入一个存在二能级原子的腔中并与它们发生非共振k光子相互作用，总系统在腔量子电动力学演化过程中，对原子作选择性的测量，通过操纵相互作用时间以及选择适当的光场参量，控制未参加相互作用光场的量子统计性质，在一定条件下可产生反聚束、压缩态等非经典光场，并改变其非经典效应的强弱。这样，利用相干光场之间的纠缠关联，并通过非共振多光子腔QED技术，有效地实现了无直接量子测量的控制和改变相干光场的非经典性质的目的。

考虑双模纠缠相干光场,将其中一束光场注入腔中与一个二能级原子发生共振相互作用,总系统在腔量子电动力学演化过程中,对原子作选择性的测量,通过操纵参加相互作用的时间以及选择适当的光场参量可控制未参加相互作用光场的量子统计性质,在一定条件下可产生反聚束、压缩态等非经典光场,并且通过适当的控制和调整这些参量可以改变未参加相互作用光场的反聚束和压缩特性的强弱。这样,通过利用腔与原子之间简单的共振相互作用和相干光场之间的纠缠关联,实现了远程的、无直接量子测量的控制或改变相干光场的非经典性质这一目的。

本文讨论了压缩真空态在玻色湮灭算符的逆算符及玻色产生算符作用下的光子反群聚性质. 结果表明, 在两种情况下所得到的增光子压缩真空态都呈现出反群聚效应, 但前者呈现的反群聚效应与所增加的光子数k以及压缩参数的取值区间有关, 而后者则在相同的压缩参数取值区间内呈现出反群聚效应, 与增加的光子数k无关.