精密测量技术是量子光学的重要应用之一,其中微小平移测量在诸多领域都有重要应用,例如光学图像探测,卫星之间的稳定,以及生物学中粒子运动追踪等。随着科学技术的发展,对微小平移测量的精度(灵敏度)要求越来越高,而量子噪声渐渐成为限制测量灵敏度的主要因素。近年来,人们已经使用空间多模非经典光场降低了量子噪声,实现了超越标准量子极限小位移测量。　　通过产生非经典光场降低量子噪声可以提高信噪比,但是其实现条件较为苛刻,且易受传播损耗的影响,近年来人们研究发现空间高阶模激光具有更加复杂的横向分布,包含更大的信息量,可以被应用于精密测量中,因此,我们将空间高阶模激光用于微小平移测量来提高测量灵敏度。　　本文工作主要围绕如何提高微小平移测量灵敏度展开,其核心内容包含以下几个方面的工作:　　(1)利用空间压缩光优化位移测量。在实验上通过简并光学参量放大器制备了压缩度约为2.7 dB的TEM10模真空压缩光场,将其与一束TEM00模相干态光场在98:2分束器(反射率98％)上耦合产生了空间压缩光,并将其经过平移调制后作为信号光,利用平衡零拍探测法进行微小平移测量,最小可测量量从1.17?降低至0.99?。　　(2)利用高阶模优化位移测量。研究了采用高阶模光场作为信号光进行位移测量的灵敏度极限(克拉美-罗极限),研究表明,高阶模(TEMn0模)测量灵敏度极限比基模提高了2n+1倍。实验上采用平衡零拍探测法,分别使用TEM00模和TEM10模作为信号光,结果表明使用TEM10模作为信号光比TEM00模测量灵敏度提高了1.41倍。最后给出了一种基于高阶厄米高斯模的空间微小平移多象限探测方案,并结合实验参数对探测方案进行了分析,结果表明我们的方案是一种测量微小平移的简便而有效的方案。