光力学作为力学与光学的交叉学科,在很多领域具有广泛的应用前景。人们利用光力学系统不仅制造出精密的探测仪来探测宇宙空间的引力波,还可以对微小力、位移、加速度等进行精密的测量。随着光力学的发展和器件制备工艺的升级,光力学系统已经能够在宏观或微观尺度上实现量子效应,甚至可以实现对量子态的控制。在现有的绝大多数光力学系统中,单个光子与单个声子之间的原始耦合极其微弱,直接产生的量子效应微不足道。为了增强光力学系统的量子效应,一方面可以利用相干激光驱动建立一个光学准稳定态,提高有效耦合强度,再通过测量后选择的方式进一步增强量子效应;另一方面,可以直接使用单光子耦合强度足够大的光力学系统,而且目前某些光力学系统已经接近甚至达到单光子强耦合水平。本论文基于这两种增强光力耦合的机制,对强耦合光力学系统中的量子效应进行研究。本论文第三章研究激光泵浦驱动的光力学谐振器-波导系统中同时具有连续变量纠缠和离散变量纠缠的光子-声子对。通过“逆向海森堡绘景法”推导出光子-声子对的解析波函数,并根据波函数对光子和声子的纠缠度等量子特性进行分析,最后提出对两种类型的纠缠分别进行调控的机制。本论文第四章研究单光子强耦合光力学系统中的非线性量子效应。通过对系统的密度算符主方程进行数值求解,计算得到光场的粒子数分布和二阶相关函数,据此分析热噪声对光场亚泊松分布、反聚束效应等非线性量子效应的影响。结果表明,光场非等时二阶相关函数的量子效应表现出很强的抗热噪声能力。本论文的工作对量子光学和量子信息的发展具有重要的意义,一方面通过实现更多有价值的光力学量子效应,可以丰富和完善量子光学的理论基础。另一方面,通过光力学系统实现量子态的制备和调控,能够为量子信息处理提供更优质的比特资源和实验方案。