自从1905年光量子概念被提出以来，光子作为一个基本的量子客体一直活跃在基础量子力学研究中。借助于光子的各种实验，人们研究并洞明了量子物理中的许多重要问题，如量子关联、EPR佯谬的验证等等。同时，作为一个容易操控的量子信息载体和飞行的量子比特被广泛应用于量子信息领域，尤其是量子保密通信。　　 目前实验上所用的单光子源，主要有两类。一类是通过光学参量下转换(PDC)的方式来获取光子对，从而得到有触发的单光子源。另一类是利用单原子、单分子、单量子点等单发射器来制备单光子源。前一种方式由于光子对到达的随机性，影响了其在现实中的应用；后一种方式由于单发射器的制备和操作对设备和控制的要求较高，所以不容易实现。本论文在第二章中提出了一个利用腔中四波混频过程来制备高效、纯净的单光子源的方案。在我们的方案中，要得到单光子，只需控制两束输入光的强弱以及使其频率与腔共振。我们首先在耗散表象下，证明了我们方案中的四波混频过程可以等效为一个双光子吸收过程，并得到了单光子输出的解析表达式。然后，采用蒙特卡洛-波函数(MCWF)方法，数值上佐证了解析结果。为了进一步纯化所得的单光子源，在后一节中，我们提出了用后置处理的方式去除真空态来纯化单光子源以及用光学奇数光子猫态作为输入来获得单光子纯态的优化方案。　　 单光子源最重要的应用之一是量子密码术，确切的说，量子密钥分配(QKD)。当前的量子通信协议和密钥分配系统，大多是基于点对点、一对一的单行系统，而现实中的通信网络是一对多、多对多的复杂系统。因此，近年来，有些小组提出波分复用(WDM)系统和量子密钥分配系统结合的方案。论文第三章首先回顾波分复用技术和量子密钥分配系统，然后介绍了波分复用-量子密钥分配(WDM-QKD)系统并回顾了既有的两个典型的WDM-QKD源的制备方案。在第二节中，我们提出运用光梳作为初态来制备良好相干性的多波长单光子光源的方案。这个源不仅有多个频率成分，每个频率成分都是单光子，而且各频率成分之间有着良好的相干性，将是WDM-QKD系统的理想光源。