压缩态光场是一类重要的非经典光场，是产生量子纠缠和进行量子通信的基础，在量子光学研究中具有十分重要的应用价值。本实验通过使用稳定的光学元件和合理的光路系统，简化系统复杂性，使压缩光装置整体结构紧凑、调节方便、稳定度高和可靠性好，通过上述方法，我们利用周期性极化磷酸钛氧钾(PPKTP)晶体获得了稳定的2 dB压缩和8 dB反向压缩的真空压缩光场。本装置的目的在于提供一种稳定的真空压缩光场产生装置。

文章研究了Rb原子气室中泵浦光偏振对简并四波混频信号的影响。实验中，一束泵浦光和探针光沿相同方向传播进入Rb原子气室中，另一泵浦光沿反方向传播进入。通过改变泵浦光的偏振，观察四波混频信号的变化。实验结果表明：当两束泵浦光的偏振平行时，四波混频信号较强；当两束泵浦光的偏振相互垂直时，四波混频信号消失。理论分析表明泵浦光干涉导致的原子布居数差光栅是简并四波混频信号产生的原因。

从理论上研究了四能级原子系统的自发辐射谱的性质，并讨论了原子各能级布居数随时间的演化情况。该四能级原子被一个相干探测场、一个耦合激光场和一个低频微波场驱动，其中两个上能级由低频微波场耦合。研究表明，通过控制低频微波场的位相和振幅，可以得到各种不同的光谱特征，如谱线变窄，谱线增强，谱线被抑制，完全荧光猝灭等现象。

在相对论有效原子实势近似下,用B3LYP密度泛函方法计算优化得到了分子轴方向不同电场(-0.005～0.005a.u.)作用下，PuO的基态C∞V(X7-)几何结构、偶极矩和分子总能量。在优化构型下，用同样的基组采用含时密度泛函(TDDFT)方法(TD-B3LYP)，研究了同样外电场条件下，对PuO的激发能的影响。计算结果表明，在外场作用下，对PuO的前5个激发态电子跃迁光谱属于远红外光谱，波长为2 064.7～18 900.0nm，这是钚原子的奇异特征；激发能与外电场的关系近似满足Grozema等人提出的关系。

详细分析了87Rb原子D1线形成的多能级EIT系统中，六能级(M+1型)系统简化为四能级Tripod系统的合理性，并通过理论计算进行了论证。计算表明，六能级系统和四能级Tripod系统中得到的结果几乎完全相同，也就是说，在我们的实验条件下，将该六能级系统简化为四能级Tripod系统是可行的。

密钥协商是量子密钥分发(QKD)中的重要组成部分。Cascade协议是实际中使用最广泛的量子密钥协商协议。本文基于文献［6］的工作提出一种对Cascade协议的改进方案。计算机仿真显示我们的方案比原始Cascade和一些其它改进方案有更高的效率。

在腔-超导量子干涉仪(SQUID)体系中提出了两个实现1→2最优相位协变量子克隆的方案。在这两个方案中，三能级SQUID通过拉曼转换与量子化腔场和微波脉冲相作用。在大失谐的条件下，激发态被绝热消去。腔场始终处于真空态，在腔和SQUID之间没有信息转移，腔的衰退得到很好的抑制。用这种方法，相位协变量子克隆可以通过四步来实现。

讨论了一类三参量量子态的纠缠特性。计算了2n量子系统该类态的concurrence，讨论了其形成纠缠度的下限。并计算了mn量子系统(2mn)该类态的负值度，得到了解析表达式。研究表明参量θ=π/4时，该类量子态的纠缠达到最大值，并归结为已有文献研究的一类二参量量子态。对于2n量子系统三参量量子态，其concurrence等于负值度，所有的PPT态都是可分离的，所有的NPT态都是纠缠的。对于高维情形，三参量态就没有类似的结论。

在实现基于碱土金属锶原子(5s2)1S0→(5s5p)1P1的多普勒冷却实验基础上，分别采用短程飞行时间法和原子吸收膨胀法，测量了锶原子同位素88Sr(玻色子)冷原子团温度约为9 mK，87Sr(费米子)冷原子团的温度在2 mK左右，并结合多普勒冷却极限温度理论对实验结果进行了分析。为下一步1S0→3P1的窄线宽冷却提供了良好的基础。

用传输矩阵的方法研究了一维三元光子晶体带增益介质微腔的传输特性，结果显示透射谱有模式竞争的特性。发现透射主峰的中心波长和ZnO增益介质层厚度互相匹配。在其他参数合适的情况下，改变ZnO增益介质层厚度，透射主峰的中心波长也相应改变。另外，增大光子晶体介质层数目或是增大泵浦光强度，模式竞争现象更加明显。

本文设计了一种蝴蝶形中空表面等离子体波导，并对其传输特性进行了研究。采用频域有限差分法，对这种波导所支持的基模的能流密度分布、有效折射率、传播长度和模式面积随几何参数和工作波长的变化关系进行了分析。结果表明：沿纵向的能流主要分布在由四个圆洞所构成的上下两个尖角之间的区域，且越接近尖角，沿纵向的能流越大。对中空圆洞的半径、上下两排圆洞圆心间横向距离和左右两列圆洞圆心间的纵向距离进行调节，模式的有效折射率、传播长度和模式面积也随之变化。在工作波长确定的条件下，相对于b=r/4的情况来说，当b=r/2时，上下两个尖角之间的距离较大，场与金属的相互作用较弱，有效折射率就较大，传播长度也较大。在几何参数确定的条件下，相对于λ=705.0 nm的情形来说，在λ较大时，场的分布范围较大，场与金属表面的接触面积较大，场与金属的相互作用较弱，有效折射率较小，传播距离较长。与由两个和三个空心圆柱构成芯区的表面等离子体波导相比较，蝴蝶形中空表面等离子体波导具有良好的传输特性。如果在波导结构中心填充增益介质，可以克服较大的传播损耗，因此这种蝴蝶形中空表面等离子体波导可以用于光子器件集成领域和传感器领域。

从数值模拟角度出发，将复变系数的耦合Ginzburg-Landau方程作为非均匀光纤放大器的理论模型，对啁啾类亮灰孤子对和亮亮孤子对两组孤波在该理论模型中的传输特性进行详细的研究。结果表明，在考虑了非线性增益(损耗)和增益带宽限制放大效应的情况下，啁啾类亮孤子和灰孤子在合适的色散区可以不受非均匀条件的影响而稳定传输。为了进一步讨论孤子对的稳定性，又讨论了加入振幅微扰和噪声微扰对传输的稳定性。