提出了一种基于光子-超导量子比特-声子三体复合量子系统相互作用的方案，具体由微波腔和微机械谐振器共同耦合一个超导电荷量子比特构成。基于抽运-探测方法，利用量子朗之万演化方程获得系统一阶线性极化率，研究了超导量子比特耦合微波腔和机械谐振器系统的吸收特性。结果表明，利用双场探测手段，根据信号场的吸收谱中双峰之间的宽度可以精确地测量量子比特与微波腔之间的耦合强度。同时，根据吸收峰和增益峰的位置，实现了振动频率的精确测量。本文提出的测量新方案对精密测量、量子计算以及量子信息处理等领域具有重要的意义。

设计了一种具有高品质因数和小尺寸的12.12 GHz的新颖复合腔结构的微机械谐振器,获得了相关测试数据.将高介电常数材料填入微机械复合腔结构,解决限制高Q值的介质损耗问题.谐振腔的馈电通过具有2个特征阻抗为50Ω的微带线与耦合缝实现,通过优化耦合缝位置和微带线参数,提出有利于微小结构的馈电解决方案.利用AnsoftHFSS软件对谐振器的电磁特性参数作了仿真分析.利用标准微细加工工艺在硅片上制造此复合结构谐振器和相关电路,利用键合技术完成结构组装,获得较光滑腔壁,降低损耗和提高谐振器性能.此类谐振器将为现代无线通信系统提供一种低成本、小尺寸以及制造平面型窄带滤波器和双工器的微型化解决方案.

对圆柱形复合腔结构微机械谐振元件进行了设计研究,提出了一种基于柱形腔结构的微机械复合谐振元件的设计方法,并对其结构及特性进行了研究.建立了复合腔结构的电磁场数学方程,腔体基于体微机械微细加工技术实现工艺设计,最后对该元件进行了仿真分析.TM010模式下,谐振腔谐振频率为24.313 299 GHz,Q值为3 529.707 890,考虑微带耦合时仿真出复合谐振元件的最佳谐振频率为24.75 GHz.仿真实验结果和理论值的平均误差不到1%,两者吻合得很好,说明了该设计的可行性.进一步改变结构参数,可获取不同谐振频率的?骷?且可在腔体中填充高介电常数介质来减小器件的谐振频率,克服了以往使用腔体结构在低频段时体积过大等问题.