随着社会生产的发展，对信息技术的要求越来越高，基于量子物理学的量子通讯、量子计算成为各界关注的热点。这其中，作为主要器件的单光子源扮演着重要的角色。与其他光源相比，单光子源有着无与伦比的优点，一方面，单光子源是研究量子光学等理论课题的基础和重要载体；另一方面，它是实现量子密钥通信、量子计算的必需器件。因此，如何实现高效稳定的单光子发射一直是研究的重中之重。　　 本文从单光子源的原理出发，在介绍各种产生单光子方法之后，研究自组织量子点与光子晶体纳米微腔耦合产生单光子的方法。在研究量子点自发辐射的基础上，探讨高品质光子晶体微腔的实现及结构特点，以及对光子的束缚规律；对耦合规律做出总结。本论文的主要工作如下：　　 ◆梳理了当前单光子源研究现状，产生单光子的方法，微腔结构的设计，耦合方式对单光子的发射性能的影响。介绍与单光子源相关的各项内在和外在因素。　　 ◆针对光子晶体纳米腔结构，掌握研究光子晶体特性的理论，建立在建模仿真过程中的数学方法，用平面波展开法分析光子晶体微腔的能带结构，用时域有限差分法分析光子晶体的电磁场分布特性。　　 ◆提出“柔性束缚”、“交叉优化”等优化方法，确保结果的准确性，总结出描述腔性能指标的能量相关系数，保证了在腔的优化过程中各个步骤的有效性和准确性。　　 ◆通过综合应用纳米腔的优化方法，实现了超高Q值的光子晶体纳米腔，其Q值达30万，体积因子0.1813(λ0/n)3。　　 ◆为了能实现单光子发射，从理论上研究了量子点与光子晶体纳米腔的耦合特点，将量子点看成是二能级结构，在耦合系数的作用下，自发辐射的到增强，在腔模式和量子点模式形成共振时，实现高效的单光子发射。