孪生光束是强度差噪声低于散粒噪声极限的可以分离的两束光。高增益的非简并参量放大过程是产生孪生光束的有效方法。与离散变量的量子光源相比，孪生光束作为连续变量的量子光源更易于实现确定性的量子态制备，并且具有更高的平均光子数以及量子探测效率，因此在量子信息技术与量子测量技术中具有广泛的应用前景。本文从理论和实验两方面研究利用脉冲光泵浦的高增益光纤参量放大器实现全光纤脉冲孪生光束的产生，并探索其应用，为进一步研制实用化全光纤连续变量量子光源提供依据。本文主要包括以下几方面的内容：1、研究了高增益下脉冲光泵浦的光纤参量放大器的理论模型，并利用该模型分析了泵浦无损耗近似下高增益脉冲光纤参量放大器的量子噪声特性。在此基础上，对微弱信号注入的光纤参量放大器的光子数增益，强度起伏以及信号与闲频光场的强度差起伏进行了数值模拟。此外，本文分析了利用光纤参量放大器产生超短脉冲孪生光束过程中实验参数的影响，为实验产生脉冲孪生光束提供了理论依据。2、分析了脉冲光噪声的探测原理，并据此设计了适于分析脉冲光噪声的差分探测系统。该系统在放大差分信号之前，通过变压器抑制输入电阻的热噪声、并通过低通滤波器隔离脉冲光的重复频率及其拍频。实验结果表明该探测系统具有高信噪比、高共模抑制比的特点，适于分析脉冲光正交分量的噪声、强度噪声以及强度差噪声等光场连续变量的噪声特性。3、实验上利用色散位移光纤作为增益介质，光纤锁模激光器作为泵浦源搭建了通讯波段的脉冲孪生光束光源。该光源直接测量到的最大强度差压缩度可达3.1dB（对应修正探测效率后的压缩度为10.4dB），是目前利用光纤中四波混频效应产生强度差压缩态光场的最好结果，这表明脉冲光泵浦的光纤参量放大器是产生连续变量量子光源的简单而有效的装置。此外，在实验上分析了影响孪生光束强度差压缩度的因素，为进一步提高孪生光束的质量提供依据。4、理论上分析了脉冲光泵浦的光纤参量放大器产生的信号光与闲频光的正交分量纠缠性。通过对联合频谱函数进行奇异值分解，得到了一组正交的脉冲纠缠模式，并分析了模式匹配对探测纠缠度的影响。此外，结合光纤的色散特性分析了脉冲光泵浦的光纤参量放大器产生的脉冲纠缠态模式的具体结构，该理论为光纤系统中脉冲纠缠态的产生和探测提供了理论依据。