为了提高纠缠光量子成像效率，本文采用双步符合计数法快速获取目标成像信息，降低纠缠光量子成像的时间开销。首先，利用透镜和波片组合对激光器产生的泵浦光进行调制，提高周期极化磷酸氧钛钾（PPKTP）晶体自发参量下转换的效率；然后，通过数字微镜器件（DMD）选取测距区域，构造单光子时间脉冲序列差值；其次，利用该差值完成局部符合计数以得到信号和参考光路的延时差；再次，通过控制DMD选取成像区域，对单光子时间脉冲序列进行修正，并利用修正后的序列完成全局符合计数；最后，将符合计数值与灰度值进行映射，得到目标的量子图像。此外，通过与经典量子成像结果相比较，分析了目标距离、测距区域大小和单像素曝光时间对成像结果的影响，同时搭建了实际的量子成像光路以验证本文方法的有效性。

本文提出将符合测量方法用于光子外差测速技术中，将光子符合计数模式应用于光子外差测速系统，能够在一定程度上减少背景噪声、暗噪声和后脉冲带来的光子误计数，提高信噪比等测速性能。基于外差原理与单光子探测的泊松响应，以及光子符合计数原理，本文仿真研究了双通道符合计数光子外差系统的性能，利用1550 nm连续波激光器探测匀速运动目标，结果表明，双通道符合计数模式下中频信号功率谱的信噪比明显高于单通道自由运行模式和一阶滤波下的功率谱信噪比。随着信号光子数增加，两种计数模式的信噪比能够相差2~3 dB。针对该方法，又进一步通过仿真研究了本振光强、背景噪声、中频频率、探测时长四个因素对双通道符合计数光子外差测速系统性能的影响。结果表明，随着本振光强与信号光强的比值逐渐增大，系统信噪比先增大后减小，在k_L=3附近时达到最大；背景噪声越大，饱和信号光子数越大，饱和信噪比越低；探测时长越长，饱和信噪比提高幅度越大；而在探测带宽之内，中频频率也即运动目标的速度对结果影响较小。本文从改变前端光子计数模式的角度提高光子外差探测系统的性能，为提高光子外差测速的信噪比拓宽了思路。

单光子数技术是量子光学领域中非常重要的一种技术,已被广泛应用于双光子符合探测及关联调控实验。通过一张单光子计数卡和一台路由器,利用双光子符合探测原理,采用分时复用的方法,构建了三光子符合测量的硬件系统,并基于LabVIEW实现了三光子符合计数系统的软件控制。该系统可以实现双光子符合计数和三光子符合计数、实时显示与存储。该系统对六波混频过程产生的3束光进行三光子符合探测,获得了较好的实验结果。该系统可应用于量子通信研究领域的经典光源,也可应用于非线性过程产生的具有时间-频率量子关联特性的其他非经典光源。

为提高强度相干成像中符合计数方法的探测信噪比，实现对中高轨卫星的清晰成像。根据HBT效应和光电转换半经典模型建立了强度相干的符合计数简化模型，分析了设备时间测量误差、符合窗函数和观测光谱形状对符合计数探测信噪比的影响，并根据观测条件对符合窗函数进行了优化。利用蒙特卡洛方法仿真了符合窗函数对探测信噪比的影响。仿真结果表明：利用最优符合窗测量目标的频谱模值时，其探测信噪比较传统方法提高了39.2倍。通过对符合窗的优化能够有效提高强度相干成像探测信噪比，提高对暗弱目标的强度相干成像质量。

为了应对国际上“坎德拉”新定义的动向，开展了利用纠缠光子法测量光电探测器量子效率的研究，并建立了测量装置。装置采用351.1 nm连续激光抽运BBO晶体产生纠缠光子场，然后通过双通道门控计数器组成的符合测量系统在702.2 nm和788.7 nm两个波长点对光电倍增管的量子效率进行了测量。同时对单光子脉冲信号获取、噪声抑制及提取、符合时间特性、偶然符合、暗背景计数和器件透过率等影响测量结果的关键因素进行了实验分析并给出了修正分量，最终在两个波长点量子效率测量不确定度小于0.7%。

符合测量在量子光学实验中有着重要的应用，它可以用于测量纠缠光子对和单光子干涉等实验。在使用过程中，经常用到三通道或更多通道的符合测量，这种情况下简单的门电路无法满足使用要求，而现场可编程门阵列（FPGA）为实现低成本、小体积的多通道符合计数系统提供了解决方案。同时，基于FPGA的多通道符合计数系统还可以提供ns精度的符合分辨时间，避免本底光噪声对探测器的影响，从而有效抑制偶然符合，进一步提高了多通道符合计数系统的性能。本文介绍了基于FPGA的多通道符合计数器，并实验测量了单光子探测器信号的符合计数。