具备不同频谱特性的量子关联光子对在量子信息技术中对应不同的应用。特别是,频谱无关联的光子对因具有模式纯净的特性,是完成量子计算和多光子纠缠制备等量子信息处理任务的重要资源。本文实验研究了利用多级非线性干涉仪中的量子干涉效应控制量子关联光子对频谱特性,该方案实现了非线性效应增益与色散控制的分离,可灵活高效地调控光子对的频谱特性。本文的主要内容包括:1.介绍了关联光子对制备及频谱调控的理论基础。主要包括脉冲光泵浦情况下,利用光纤中自发四波混频制备关联光子对的量子理论,以及基于光纤结构的多级非线性干涉仪实现光子对频谱调控的基本原理。2.搭建了多级非线性干涉仪的实验系统。用于调控关联光子对频谱的多级非线性干涉仪由非线性光纤和色散介质交替排列组成,并且干涉仪中非线性光纤的段数N,即干涉仪级联级次,可以灵活改变。关联光子对频谱由两个单光子探测器以及光子计数系统进行测量和分析。3.当非线性干涉仪中的各段非线性光纤长度相等时,实验演示了量子干涉对光子对的主动滤波功能。实验中,每段非线性光纤——色散位移光纤的长度为100 m,每段线性色散介质——单模光纤的长度为10 m。当级联级次N=2,3,4时,测量了非线性干涉仪输出光子对的联合频谱强度。结果表明,多级非线性干涉仪的干涉因子与多缝干涉的类似,实验结果符合理论预期。4.首次实验研究了各段非线性光纤长度不等且满足二项分布的非线性干涉仪。当级联级次N=3时,三段非线性光纤的长度分别为50 m、100 m和50 m;当级联级次N=4时,四段非线性光纤的长度分别为33.3 m、100 m、100 m和33.3m。结果表明,对于这种结构的非线性干涉仪,其干涉因子各主干涉峰之间不存在次极干涉峰,从而消除了次级干涉峰对光子对频谱调控的不良影响。