当今的量子保密通信和量子计算等研究领域与光场量子态的非经典效应以及量子态制备与操控息息相关.以量子保密通信系统中的密钥分发为例,单光子方案(BB84协议和B92协议)需要能够发射具有反群聚特性光子的单光子源;双光子方案(Ekert协议)离不开纠缠光子对的制备;而光场的压缩效应在连续变量方案中有着重要的应用,等等.实现量子密钥的生成与分发实际上就是光场量子态的制备并进行操控的过程.另一方面,了解量子态的演化性质有助于对量子态进行操控,由于量子态所对应的Wigner函数与量子态的密度矩阵一样包含了量子态的概率分布和相位等信息,因此,重构量子态的Wigner函数是获得量子态在演化过程中的信息的重要手段.基于光场量子态的非经典效应在许多研究领域中的应用价值,各种光场量子态的非经典效应成为实验上研究的热点.对光场量子态的非经典效应在理论上的研究同样受到人们的重视,因为理论研究成果有着其重要的潜在的应用价值.基于这些因素,我们对光场量子态的非经典效应、量子态的制备以及红外光子与紫外光子的关联特性进行了理论和实验上的研究.首先,我们构造了增、减光子奇偶相干态以及增光子压缩真空态,并对它们的非经典效应---光子反群聚效应和压缩效应进行了研究.结果表明,增、减光子奇偶相干态和增光子压缩真空态都呈现出光子的反群聚效应,在量子态的压缩特性方面,增光子奇偶相干态不产生压缩效应,而减光子奇偶相干态则产生压缩效应.其次,鉴于量子态的Wigner函数所包含的信息对描述量子态演化过程所具有的重要作用,我们利用Fock态表象下的Wigner函数的定义来重构了增、减光子奇偶相干态的Wigner函数,结果显示了所构造的增、减光子奇偶相干态的非经典特性.第三,量子态的制备是对光场量子态进行操控的其前提,这个方面,我们利用对激光冷却的囚禁离子的操控来制备宏观量子态---奇偶相干态.并利用保真度来描述所制备的量子态趋向于奇偶相干态的情况.第四,在实验方面,我们对钠原子级联辐射的红外光子与紫外光子的某些关联特性进行研究.