本文是在腔量子电动力学框架下研究量子发射体(原子或量子点)同受限系统中量子化电磁场(腔模)相互作用的光辐射,其相互作用的强弱可分为弱耦合和强耦合机制。当光子与发射体相互作用强度克服了损耗,系统进入了强耦合机制,此时不可逆转的自发辐射动力变成可逆了,发射体同腔模之间的能量可以相互交换。通常在强耦合机制下这些固态系统具有非相干光泵浦激发特点。因此在非相干激发时半导体量子点强耦合适当的理论模型非常重要,它可以指导当前的大量实验,这些实验又促进了量子点腔系统强耦合实现。在这项工作中,我们提供了一种在非相干激发下能描述单量子点置于微腔中强耦合时的理论模型,利用包括非相干泵浦,退相干项量子主方程,并结合量子回归定理,考虑相关初始条件,理论推导和数值计算得出量子点腔相互作用发射光谱。本论文的研究内容和结论包括:　　首先,基于全量子理论我们研究了二能级原子与单模腔耦合系统,通过理论推导和数值计算得出系统的自发辐射光谱和平均粒子数密度。共振时腔与原子的发射光谱在强耦合与弱耦合区域有所不同,腔发射光谱分裂只出现于强耦合区域,而原子发射光谱由于腔感应透明效应在弱耦合区域出现了缺口。本文系统地研究了原子与腔在失谐时的发射光谱,在好腔机制(腔线宽k<原子线宽g)原子与腔即使在大失谐时腔发射出腔频率的光子,这给当前实验上费解的特性提供了一个理论依据。为了给腔感应透明效应一个新的视野,本文还研究了原子与腔平均粒子数密度随时间的演化,以及平均粒子数密度与光强度之间的关系。　　其次,利用量子主方程理论研究了量子点—腔耦合系统。为了说明理论模型,我们分析了一个量子点微柱腔强耦合实验。经研究我们发现耦合系统在稳态时泵浦产生一个新的强耦合标准,泵浦可以抑制或者增强强耦合;腔发射谱双峰结构并不是强耦合的明确特征,它还依赖于非相干泵浦。研究表明:强耦合经常出现变相的单峰而弱耦合出现双峰结构与系统所控制的参数值密切相关;激子泵浦增加时,腔发射谱由双峰逐渐变成增宽的单峰最后变成窄的单峰;腔衰减率增加时,均为双峰结构的腔发射光谱经历了从强耦合到弱耦合的转变。量子点腔失谐系统有效耦合强度与非相干泵浦密切相关。　　最后,利用考虑了非相干泵浦、受激辐射和纯退相干的量子主方程研究了量子点腔耦合系统,求出腔与量子点平均粒子数密度和发射光谱解析解。作为理论的实例说明,我们分析了一个对以后发展有着巨大影响的量子点微柱腔系统强耦合实验。我们发现,谐振时受激辐射对平均粒子数密度和谱线增宽影响非常大;非谐振时纯退相干能使腔发射谱产生明显的移位效应和提高有效耦合率与单光子源效率,可以使坏腔转变为好腔,从而作为发展先进固态单光子源和半导体激光一种新的资源。由于单量子点—微腔耦合系统Fano因子无最大值出现,从而该系统可能无激光阈值。