量子光力学是指利用电磁场的力学效应,实现对机械物体的量子运动状态、电磁场的量子态进行探测和操控的一门物理学分支。大多数光力系统利用光子线动量的力学效应,通过交换光子线动量与机械振子的线动量实现光力耦合。这种线动量光力系统为我们探测和操控机械振子的运动量子态提供了一个有力的平台。然而光子作为一种基本粒子,它同时携带了一定的线动量和角动量。原则上光子也可以同扭矩振子交换角动量,从而诱导出角动量光力相互作用。本文提出了一种具有较强光力相互作用的自旋角动量光力系统,并且研究了利用此系统操控宏观扭矩振子转动量子态的理论方法。本文首先从经典电磁场的哈密顿量出发,研究了介质的转动运动对光力哈密顿量的影响。然后本文进一步考虑电磁场和扭矩振子的量子化的过程,最终得到了自旋角动量光力系统的量子哈密顿量以及相关的物理参数。接着本文又探索了扭矩振子转动量子态的光学操控方法。通过控制输入光力系统的光子脉冲的量子态,并在输出端口对输出的光子脉冲进行零差探测,扭矩振子的转动量子态被制备为压缩单声子态、压缩猫态等非经典、非高斯量子态。这些非经典量子态有助于人们研究与转动运动相关的宏观量子效应。最后,本文也简要讨论了扭矩振子转动运动退相干效应。本文中研究的自旋角动量光力系统,一方面扩展了量子光力学的研究领域,另一方面也为人们提供了一种在宏观领域探究量子效应的有力平台。