近年来随着量子信息技术的不断发展。人们寻找能够利用单个粒子或者少数粒子展现出的量子特性，用来实现远超过经典方式的量子信息存储、操作和传输。光子具有相干性强，传播速度快等优点，这使得全光量子器件和量子网络在量子信息领域具有非常巨大的潜力。要操纵光子并构建量子网络，我们需要实现单个光子水平上的强耦合，而最近关于波导量子电动力学的研究发现波导系统不但能够实现强耦合，更具有可扩展性，是构建量子网络的优良平台。　　本论文基于一维波导结构，研究了一维耦合谐振腔波导系统和表面等离子激元波导系统中单个光子的传输性质。主要研究结果如下:　　1.基于Λ型原子与耦合腔波导的物理模型，研究了耦合一个Λ型原子和一个辅助腔的一维耦合谐振腔波导系统中单个光子的传输性质，结果发现利用辅助腔Λ型原子和光子的量子态可以被完全转换，并利用波的干涉对这种现象进行了解释。根据这个结果我们提出了一个可扩展的量子信息存储方案。　　2.提出了基于表面等离子激元波导的单光子晶体管方案。通过研究一个耦合Λ型原子和一个V型原子表面等离子激元波导系统单光子的传输性质，提出了基于表面等离子激元波导的单光子晶体管方案，并考虑了原子衰减计算了晶体管的保真度。　　希望我们的工作能对全光量子器件的研究和量子网络的发展提供一定的理论参考。