量子纠缠是量子力学中最为奇特的性质之一,在量子信息和量子计算等量子技术的应用中至关重要。本文主要讨论多光子纠缠态的制备和应用。我们首先介绍了量子纠缠的研究背景和意义以及国内外在多光子纠缠态的研究上的重要进展。紧接着,本文介绍了一些纠缠光源的基础理论知识以及光学实验平台的基本知识。在多光子纠缠态的制备方面,本文主要介绍双光子纠缠态和三光子纠缠态的制备方案。我们使用自发参量下转换技术制备双光子纠缠源和三光子纠缠源,制备出保真度为99.50%的双光子最大纠缠态以及保真度为87.25%的三光子最大纠缠态。在多光子纠缠态的应用方面,本文主要介绍以下三个主要工作:(1)用两个双光子纠缠源研究了滤波片对独立光源的Hong-Ou-Mandel(HOM)干涉曲线的影响,通过对理论仿真曲线和实验实际测得干涉曲线的对比,得到实验与理论基本吻合的结果。(2)使用三光子纠缠源制备三光子Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)态和一组类GHZ态,通过测量Mermin不等式的违背值,验证量子力学与定域实在论的不兼容性。(3)在高保真度的双光子纠缠光源的基础上制备了一种基于正定算子测量的设备无关量子随机数发生器。该量子随机数发生器通过对双光子纠缠态的测量,每轮最大可以提取两比特随机数,提高了量子随机数的生成效率。