腔光机械耦合系统可以用来实现谐振腔与机械振子之间的相互作用,对量子理论以及其应用技术的研究都具有极高的价值。由于机械振子本身频率较低很容易受到外界热环境的激发产生热噪声,阻碍后续对量子现象的研究,所以对机械振子进行冷却以及优化具有十分重要的意义。本文研究主要包括两个部分,分别利用两种不同的腔光机械耦合系统对在可分辨边带弱耦合条件下的机械振子进行冷却,探究在什么系统参数条件下机械振子的冷却达到最小值。在第一部分中,利用F-P腔光机耦合系统对机械振子冷却以及优化进行研究。首先,由系统总哈密顿量推导出描述系统动力学演化的量子郎之万方程以及输入噪声关系式,利用平均涨落理论对其进行线性化处理,并将其变换到频域上。然后,利用线性化的哈密顿量推导出机械振子的辐射压力噪声谱密度,由此推导机械振子的净冷却率与稳态声子数。最后,分析系统各个参量对净冷却率以及稳态声子数的影响,并研究分析机械振子冷却的优化参数条件。在第二部分中,利用膜腔光机耦合系统对机械振子冷却以及优化进行研究。首先,由传输矩阵理论计算出腔模系统中光腔的透射率,并利用傅里叶逼近计算出光腔的共振频率。然后,再利用量子郎之万方程描述机械振子的动力学过程,并将其变换成无量纲算符的方程形式。通过推导其无量纲方程的协方差矩阵可将系统的演化过程用利亚普诺夫方程(Lyapunov equation)表示出来。最后,分别研究腔中互易性薄膜、非互易性薄膜对机械振子稳态声子数的影响,分析得到腔中薄膜具有非互易性时会放宽机械振子冷却对反射率的限制,同时确定系统冷却的优化参数条件。综上,本文分别利用两种腔光机械耦合系统对机械振子的冷却以及优化参数条件进行研究。利用数值计算的方法分析系统各个参数对机械振子冷却的影响,并得到在弱耦合可分辨边带下非互易薄膜会放宽冷却对反射率的要求,为机械振子的基态冷却提供了新的思路,并有助于对宏观物体的量子操纵进行更深层次的研究。