利用自发参量下转换产生的信号光与闲置光光子对的动量关联特性可以实现量子鬼成像，有限的测量带宽限制了量子鬼成像的物像空间范围。本文利用飞秒脉冲泵浦I类非共线匹配的自发参量下转换过程产生关联光子对，从量子鬼成像出发，分析了实验过程中测量带宽对量子鬼成像所造成的影响，指出量子鬼成像的结果将受到测量所使用的滤波器线型的影响。最后，文章给出了利用滤波器线型归一化的修正方法，并给出了归一化修正后的量子鬼成像实验结果。

采用自洽平均值近似法求解三维非线性谐振子的能量本征值，并与其精确解和微扰论结果相比较，结果表明，自洽平均值近似法求得的能量本征值不仅引入的误差较小，且计算过程也得到了简化。

构造了减少光子奇对相干态与减少光子偶对相干态，并用数值模拟方法研究了它们的非经典特性。结果表明，从奇对相干态与偶对相干态的第一个场模取走光子，可以显著地增强第二个场模的光子统计亚泊松分布特性；从奇对相干态的第一个场模取走光子后，在双模光子消灭算符本征值的模较小时可以增强第一个场模的光子反聚束性质。从偶对相干态的第一个场模取走光子，在双模光子消灭算符本征值的模较小时第二个场模的光子反聚束效应得到明显增强。

利用全量子理论，研究了Tavis—Cumming模型(T—C模型)中运动双原子与二项式光场相互作用系统的两原子纠缠演化特性。计算结果表鳃：两个运动原子之间的纠缠呈现出周期性的演化特性；不同初始状态下，二项式光场系数、原子运动速度对原子间的纠缠演化有显著的影响。二项式光场系数影响原子间振荡频率以及消纠缠持续时间，不影响纠缠演化的周期。随着原子运动速度的增大，原子间的纠缠演化周期逐渐缩短，而纠缠度峰值的大小和振荡频率不变。

把控制有序重排编码推广到非最大的量子系统中，W类态上，详细的提出概率推广的控制有序重排编码方案并且与原始的方案进行比较得出他们之间的相似和不同点。此外，证明此协议具有更高的传输能力和完全的效率。

我们在87Rb冷原子团中利用电磁感应透明(EIT)动力学过程实现了光学信号的存储与释放，研究了光存储效率与耦合光强的关系。实验结果表明，在较低的耦合光强下，存储效率随耦合光强增大而增大，当耦合光达到一定强度时，存储效率不再增高，然后随着耦合光强增大而降低。通过分析光脉冲在冷原子团中传播时的吸收和色散特性，我们对存储效率随耦合光强的变化趋势给出了定性解释。

在87Rb冷原子介质中，利用电磁感应透明(EIT)动力学过程，实现了光学信号的存储与释放。实验研究了Larmor进动导致的释放信号崩塌和复原现象，结果表明，当提供量子化轴的磁场超过100mG时，实验测量得到的拉莫尔周期与理论计算结果较好的相符，这为下一步开展量子存储研究提供了实验基础。

详细推导了光在斜入射情况下通过磁光介质的4×4传输矩阵，研究了一维磁光光子晶体的光学特性。研究表明，由于光强主要局域在磁光介质层，波长位于光子禁带长波长带边的光通过磁光光子晶体所产生的法拉第旋转角比短波长带边产生的法拉第旋转角大得多。当光以TM偏振入射时，随着角度增大带边光产生的法拉第旋转角逐渐减小；而在TE偏振情况下，带边光产生的法拉第旋转角却随着角度的增大逐渐增大。

通过对耦合复变系数Ginzburg-Landau方程所描述的非线性光纤系统的研究，分别数值分析了啁啾类亮-暗和啁啾类暗-暗两组孤波对在这种非线性光纤中传输的稳定性。在加入非线性增益(损耗)，和增益带宽限制放大(滤波的谱限制)效应后，耦合啁啾孤子对的特点是暗孤波在反常群速度色散区，亮孤子在正常群速度色散区时可以稳定传输。并进一步讨论了加入振幅微扰和白噪声微扰对孤子传输稳定性的影响。

选用LiF、Si和左手材料为介质构成了一维三元光子晶体，并在考虑其色散关系和几何厚度随机误差的基础上，利用传输矩阵法，计算了该光子晶体的带隙结构。结果表明：各介质厚度的变化率相同时，主带隙的相对宽度的变化率也相同，而折射率最大的介质厚度的变化对带隙绝对宽度的影响最大。光线入射角度的变化对主带隙的绝对宽度和相对宽度的影响较小。

光子晶体薄板波导中由于第三组分的引入，波导导模的能带结构、固有损耗、群速度和群速度色散特性被明显改变。随着介质中间层的介电常数的增加，各导模向低频转移，而在这些导模的较高群速度频段内，导模遭受的固有损耗减小。由光子晶体薄板波导的导模能带对引入的介质中间层的敏感程度的分析可知，光子晶体薄板波导的介质薄板厚度越厚，波导宽度越宽那么该结构对中间层的引入越不敏感。在人们设计实用的光子晶体薄板波导系统时，介质中间层的引入对该系统的光学性能所带来的影响必须被充分考虑。

我们的研究工作从减少增益介质无用热、有效的散热方法、减轻非线性晶体热效应和有效的选模技术四个方面概述了高功率单频激光器研究中需解决的技术问题，并比较了各种技术的优缺点。