腔光机械系统是研究光场与机械运动相互作用的平台,其对于量子存储、弱力探测、超灵敏传感器、宏观量子操控以及引力波探测等都具有重要意义。近年来随着工艺加工技术的进步,腔光机械系统的研究取得了快速发展。最近有研究者发现系统中非线性的光力耦合能够产生光子的非线性现象,例如光子阻塞效应,这为非线性量子光学领域的研究开辟一个新的方向。然而,要想在腔光机械系统中实现较强的光子阻塞现象,所需的单光子光力耦合强度通常是极大的。在标准的腔光机械系统中,所需的单光子光力耦合强度甚至达到了机械振子本征频率的量级。为了降低强光子阻塞效应对单光子光力耦合强度的要求,本论文在不同的腔光机械系统中展开研究,具体研究内容如下:在具有光学参量放大的腔光机械系统中,分别研究腔内单光子和双光子的阻塞现象。研究发现,在该非线性杂化的腔光机械系统中,光子阻塞效应被明显地增强。强光子阻塞效应的实现不再依赖于强的单光子光力耦合,并且能够消除非传统光子阻塞固有的抑制多光子激发不完全的缺点。通过分析系统中的单光子阻塞效应以及选取最优化的系统参数,可以得到一个具有高单光子布居概率的完美光子阻塞效应,这意味着该方案有望能够制备一个高品质和高效率的单光子源。此外,通过研究系统中的双光子阻塞效应,发现在最佳参数时不仅双光子阻塞效应被明显地增强,而且发生双光子阻塞的区域也被拓宽。与传统认知上光学参量放大通过增强单光子光力耦合来增强阻塞效应的解释不同,本论文从非传统光子阻塞的角度分析,将光学参量放大的作用看作腔内的一个双光子激发过程,用来与外部激光驱动引起的光子激发构成两个不同的激发路径。此时,系统中出现完美光子阻塞所需的光学参量放大的增益率与传统认识上相比被大大降低。在束缚Λ型三能级原子的杂化腔光机械系统中,详细讨论束缚原子对单光子阻塞效应的影响。研究发现,非共振耦合的原子能够有效地增强系统中的光子阻塞效应。通过分析发现原子增强光子阻塞效应的原因可以分为两个方面:一是非共振耦合的原子重构出系统的非简谐能谱;二是作用于原子能级跃迁的微波场驱动促进腔内双光子激发的量子干涉相消作用。通过两者的共同作用,在不需要强单光子光力耦合的情况下,系统可以实现完美的单光子阻塞效应。为确保系统中单光子发射的品质和效率,进一步研究当光子阻塞发生时如何最大化腔内的单光子布居概率。最后,通过对比计算微波场不存在情况下的关联函数,进一步检验微波驱动场的必要性。研究发现当微波驱动不存在时,系统不能得到完美的单光子阻塞效应。在非互易耦合的双腔光机械系统中研究非互易耦合对光子阻塞效应的影响。在非传统光子阻塞的理论中,光子阻塞的实现依赖于双光子激发中两个不同激发路径之间的量子干涉相消。为研究非对称下激发路径对光子阻塞效应的影响,考虑引入路径间的非互易耦合,具体讨论当非互易耦合分别处于弱耦合和强耦合区域时的光子阻塞效果,分析在弱耦合情况下实现完美光子阻塞效应的可能性。此外,区分研究传统光子阻塞现象,并分别给出传统光子阻塞和非传统光子阻塞出现所需的最优参数关系。研究发现非互易耦合的涨落对传统和非传统光子阻塞展现出完全不同的行为。最后,在弱的单光子光力耦合区域讨论光子阻塞效应随光力耦合强度的变化,发现此时的光力耦合并不是传统认知中的越大越好,而是存在一个阈值来使得所需的非互易耦合强度最小。在宇称时间（parity-time—PT）对称的非厄米双腔光机械系统中区分不同的光子阻塞现象。为研究PT相变对光子阻塞效应的影响,首先解析计算系统发生相变的临界参数,分别在PT对称破缺相和PT对称未破缺相中讨论光子阻塞现象。随后根据传统和非传统光子阻塞机制,分别在不同的PT对称区域中区分不同的光子阻塞效应。发现传统的光子阻塞效应仅发生在PT对称未破缺相中,而非传统的光子阻塞效应则可以出现在任意的PT对称相中。为深入讨论PT对称性对光子阻塞的影响,最后讨论研究系统处于两种不同的非PT对称情况时光子阻塞的变化。研究发现平衡的增益损耗比是实现完美光子阻塞的必要条件,而不同的腔场频率仅能够改变光子阻塞出现的位置。