本文从EPR佯谬出发,介绍了量子力学与经典物理理论的冲突之处。借由EPR佯谬中的核心思想,介绍了基于贝尔情景的局部隐藏变量模型的数学表征;阐述了局部隐藏变量模型的几何意义与其具体的构造方式;探讨了局部隐藏变量模型与非定域之间的联系。由此,进一步介绍了贝尔不等式（例如CHSH不等式）的数学形式与它的物理含义。其次,基于量子力学的基本假设,本文阐述了量子力学与贝尔不等式之间的联系,探讨了量子力学中对贝尔不等式的破坏,并且进一步阐述了定域实在论与量子力学的联系,重点指出了量子力学当中量子纠缠的重要意义。借由量子纠缠的特殊性质与其在量子通信领域与重要作用,本文在介绍了量子纠缠的数学表征与物理意义的基础上,讨论了纠缠检测的相关手段。重点介绍了纠缠见证,这一在量子信息领域被广泛使用于纠缠检测领域的方法,详细阐述了它的构造方式与其在实验中的具体实现。此外,还针对纠缠检测的效率问题开展了讨论。依据量子光学的基本原理与光纤通信的相关技术手段,依靠上述的理论基础,本文开展了纠缠见证实验与纠缠维度的检测实验。本文的创新之处主要在于:1、首先,依据基于保真度的纠缠见证算符开展纠缠见证实验。其次,利用基于统计学中假设检验思想与SDP优化算法的纠缠维度检测方案,对量子态进行纠缠维度的检测。依据实验中产生的目标量子态,本文设计了关于传统纠缠见证与纠缠维度检测的对比试验,展示了第二种实验方案的优势。2、利用光子的时间片自由度制备待测目标量子纠缠态,利用马赫曾德尔干涉仪的独特原理,搭建实验光路,设计实验所需要完成的投影测量组合,完成两组实验的完整测量。通过针对实验结果的分析,可以发现优化后的纠缠见证测量在准确性上更高,对实验条件的限制显著降低,同时纠缠见证算符的组合数量显著减少。尤其在实验过程中噪声干扰过大的情况下,针对纠缠态的优化检测仍然具有很好的实验可重复性,这是传统纠缠见证测量所不具备的特点。所以,经过优化后的纠缠见证测量为更高维的纠缠态的纠缠见证实验提供了新的更稳定的方法与思路。