腔光力学的发展伴随着物理学和信息学的进步,作为量子力学重要组成部分的腔光力学是研究光力相互作用的有效平台,腔光力学在基础物理研究、量子信息学等领域都有着广泛的应用前景,然而以上的应用都有着一个重要的前提是需要机械振子处于量子基态。随着材料科学和纳米技术快速发展,许多具有高品质因子的腔光力学系统不断被提出,但依然存在着一些限制。例如系统固然存在的内部耗散、耦合环境热库的热噪声以及量子反作用力引起的系统加热。此外利用腔光力学研究大质量、低振动频率的宏观物体的量子特性,通常需要满足一个可能会影响腔光力学应用的严格可分辨边带条件。本论文内容主要基于机械振子的基态冷却研究,通过建立两种冷却方案研究讨论了如何利用腔内压缩突破边带限制、环境热噪声影响,实现超过标准量子极限的冷却。提出了一种基于复合腔内压缩光力系统的冷却方案。通过置入非线性介质到腔体内的方式产生内部压缩,利用压缩在耗散通道产生相消干涉,实现对于量子反作用加热的相干抑制,同时通过耦合光腔的方式对系统的冷却过程进行调控,在抑制了加热的同时,加快了冷却的速率。研究了最利于冷却机械振子的压缩参数,实现了对量子反作用加热的完全抑制,大大提升了冷却效率,降低了冷却极限,对比了其他常见的方案证明了本方案的优势。在腔内压缩和辅助光腔的协助下,大大降低了基态冷却对腔体高品质的要求,提高了系统的抗热噪声能力。本文还研究了内部压缩在弱平方耦合光力系统中对机械振子的冷却作用。本论文提出了一个将薄膜和非线性介质置于腔体中的非线性二次耦合光力系统,利用内部压缩对于量子加热的独立控制的优势,研究了该方案中机械振子的冷却极限,讨论了冷却的最佳条件,调整系统的参数实现了在弱二次耦合光力系统中超出可分辨边带限制的冷却同时具有更好的抗热噪声能力。