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。

量子时域鬼成像利用光子对的时间频率关联性实现了50km光纤链路上的图像传送，有望应用于量子通信的协议中。然而，现有方案的成像质量较差，成像速度较慢，因此其应用性在一定程度上受到了限制。文章对已有成像方案进行了较大的改进，利用可编程滤波器数字设定待成像信息，进而实现了二维图像信息的自动化实时传送。实验结果证明，改进方案的成像质量和速度均有显著改善，有利于推动量子关联成像在量子通信领域的应用。

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。

本文进行了自发参量下转换(SPDC)产生795 nm关联光子对的实验研究。选择Ⅱ类PPKTP晶体作为非线性介质,用倍频获得的3975 nm紫光作为泵浦光。在实验上首先通过符合计数测量了紫光单次穿过PPKTP晶体时SPDC过程产生的光子对亮度,当泵浦光功率为5 mW时,测得符合计数为53 150/s。然后将下转换过程放入光学谐振腔中,对下转换光子的线宽进行压窄。实验上测得下转换光子对的关联时间为14.6 ns,对应线宽约为15 MHz。本文为纠缠光子对在Rb原子系综中的存储提供了实验基础。

针对高浓缩铀部件外加的反射层材质及厚度之效应可以巧妙避开核查这一问题,依据252Cf中子源驱动噪声分析法原理,采用蒙特卡罗方法模拟研究了高浓缩球形金属铀部件的不同材料、厚度的反射层的效应,获得了相应的时间关联符合计数分布和中子产额。研究结果表明,对同一材料的反射层,反射层厚度愈大,中子产额愈大,即反射效果愈好。对于同一厚度的反射层,反射层材料的密度愈大,中子产额愈大,反射效果愈好。

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%。

为了实现利用非线性晶体自发参量下转换(SPDC)产生的相关光子测量光电探测器量子效率，对相关光子符合计数装置的设计及符合计数方法的系统修正进行了研究。介绍了SPDC相关光子的产生机理以及利用其进行光电探测器量子效率测量的原理。设计了两种不同的符合计数装置，“门控双通道光子符合计数装置”和“基于TAC/MCA的符合计数装置”。分析了两种计数装置符合结果的偶然符合、丢失符合、符合器死时间、探测器死时间等误差，并分别给出了修正因子及修正因子的计算和测量方法。结果表明：修正后两种方法量子效率测量结果的一致性<0.4%，均能满足量子效率符合测量的需要，提出的修正方法也具有很好的可操作性。

分析了泵浦光的谱宽以及测量所选用的滤波器的带宽对下转换产生的信号光和闲置光分布范围影响.分别给出当泵浦为单色波和飞秒脉冲时下转换的分布范围和符合宽度范围.并将理论结果与飞秒脉冲泵浦的自发参量下转换(SPDC)实验进行了对比,理论与实验基本吻合.