在光学测量过程中,待测量的测量精度受到真空起伏引起的量子噪声的限制,存在一个标准量子极限,这是利用经典光源进行精密测量所能达到的最大测量精度。这一特点反映在使用干涉仪测量微小物理量变化时,其灵敏度受到量子噪声的限制。连续变量压缩态光场由于其正交分量噪声起伏可低于散粒噪声基准的特性能够用于实现突破标准量子极限的量子精密测量。在实际的测量中,被测量例如位移的变化、拉力的传感等大多都集中在低频(kHz以下)范围,因此要实现这些物理量的量子精密测量就必须制备低频段稳定输出的压缩态光场,实现突破标准量子极限的低频段量子精密测量。激光干涉仪可用于测量折射率、旋转或表面位移(例如机械振动)的微小变化。它们将两束光之间的相位差的变化转换成输出端干涉条纹可见度的变化,通过光电探测器来检测。将低频压缩光注入激光干涉仪的真空通道,可以实现量子增强低频信号测量。本论文在实验制备低频段光通信波段真空压缩态光场的基础上,将其注入到光纤马赫-曾德尔干涉仪的真空通道,进行突破标准量子极限的位相信号测量。论文的主要研究内容如下:1、利用简并的光学参量振荡器(Degenerate optical parametric oscillator,DOPO)在实验上产生光通信波段连续变量1550 nm低频真空压缩态光场,DOPO为基于I类相位匹配的周期极化磷酸氧钛钾(PPKTP)晶体和凹面镜组成的半整块结构腔型。利用两个声光调制器(AOM)产生25 MHz移频调制相干光注入DOPO,通过相干控制技术锁定真空压缩态光场的压缩角实验制备出正交位相真空压缩光。在分析频率10-500 kHz频段,测量真空压缩态光场的噪声功率谱,压缩度为3 dB。2、将DOPO输出的1550 nm光通信波段正交位相真空压缩态光场注入光纤马赫-曾德尔干涉仪(Fiber Mach-zehnder Interferometer,FMZI),填补干涉仪的暗通道,实现量子增强型FMZI。将FMZI两臂的相对位相锁定在π/2,在干涉仪的一臂加载500kHz的相位调制信号。当注入真空压缩态光场时,观测到量子增强型FMZI实现了突破标准量子极限的低频位相信号测量,较常规干涉仪的信噪比提高了2 dB。