随着近年来量子光学的快速发展,单光子红外探测技术、量子密钥分发以及冷原子量子信息存储、矢量光场调控、量子计算模拟机等领域取得了重大研究进展。因而,量子光源逐渐成为研究的热点课题。获得纯度高、易收集且制备效率高的关联光子对成为相关研究领域的重要研究内容。自发参量下转换（Spontaneous Parameter Down Conversion,SPDC）过程产生的光子对具有结构简单、所需元件少、光子对亮度高、信噪比高等优势。然而,该方法获得的关联光子对线宽较宽,难以满足量子存储、量子测量等方面对窄带光源的应用需求。针对这一问题,本文利用SPDC晶体两端镀膜构造法布里-珀罗微腔（Fiber based Fabry-Perot Cavity,FFPC）,理论研究了温度对晶体SPDC增益曲线的影响,获得了窄线宽关联光子对的产生条件;实验探索了关联光子对在光纤长度精密测量和光子轨道角动量纠缠态制备中的应用。首先,在分析谐振腔单程损耗因子对谐振腔光波模式线宽影响规律与不同种类谐振腔稳定条件的基础上,研究了温度对SPDC增益曲线的影响,确定了实现最佳相位匹配条件的温度,证明了通过特异性镀膜非线性晶体制备F-P微腔可以实现单纵模、高纯度、窄线宽关联光子对的稳定输出。其次,提出利用关联光子对匹配电延迟器进行光纤长度精密测量新方法。在搭建由电延迟器、超导纳米线单光子探测器、时间符合测量装置构成的光纤长度测量系统基础上,通过调控信号光路电延迟器DG535的延迟量,对比待测光纤接入光路前后光信号符合峰位置移动精确测量待测光纤长度。针对不同长度光纤进行的测量结果显示测量系统具有精度高、测量范围可调、系统鲁棒性强等优点。最后,研究了关联光子对在制备光子轨道角动量纠缠态中的应用。在利用非线性晶体搭建宣布式光子源基础上,借助Q-plate实现光子不同轨道角动量自由度的纠缠。量子层析投影测量结果显示光子纠缠态保真度系数为95.84%,证明该宣布式光源可作为高质量纠缠光源。