PT对称(parity-time symmetry)理论是近年来国际研究的热点。它指出只要哈密顿量在空间-时间反演对称变换下保持不变,非厄米哈密顿量描述的系统也可拥有实数本征值。PT对称理论完善了量子力学关于非厄米哈密顿量的理论,促进了量子力学的发展。结合了增益和耗散的光学系统,可以打破系统的时间反演对称性,是探索PT对称理论的良好平台。本文基于PT对称光学平台,探索了系统中的PT对称性破缺诱导的非线性增强效应。主要内容包括:1、我们研究了非线性PT对称微腔系统中的高阶边带增强效应。从理论研究出发,我们考虑两个微腔,一个是含有增益介质的线性微腔,一个是嵌有非线性介质的衰减腔,这两个微腔通过光子隧穿相互耦合,组成PT对称系统。非线性的衰减腔在双色激光的驱动下,会产生光学非线性效应。通过采用微扰法,我们得到了衰减腔输出光谱中的二阶边带的解析结果。数值模拟发现在PT对称系统中其产生效率会被极大的增强,尤其是在PT对称性破缺的临界点处。同时,研究了几个重要的系统参数(如光腔间的光子隧穿率、非线性强度以及光场的失谐量等)对二阶边带的产生效率的影响。进而,我们采用傅里叶变换模拟了高阶边带的输出谱线,发现与衰减系统相比,高阶边带产生效率也会有明显的增强。由于高阶边带在光频梳应用上的重要应用性,我们的研究在光通信方面有潜在的应用。2、我们提出了基于PT对称光学系统的光子阻塞效应增强方案。光子阻塞效应在光开关器件、量子通信、量子信息等方面有广泛的应用。在由线性增益腔和非线性衰减腔耦合组成PT对称系统中,光学非线性会得到极大的增强。我们通过数值模拟光子二阶关联函数研究了这样一个系统中PT对称性对光子阻塞效应的影响。研究发现,即使是在克尔非线性强度、光子隧穿率、驱动强度均小于腔的耗散时,系统中依然有明显的光子阻塞现象。我们的研究提供了窥探PT对称和光子阻塞的相关联系的途径,在利用PT对称性架构集成单光子源方面有着潜在的应用。综上所述,我们进行了基于增益-耗散的光学微腔构建的PT对称性系统中,高阶边带产生效率增强和光子阻塞效应增强的理论研究。我们提出的方案在基于光频梳的集成光通信和基于单光子源搭建的量子信息网络等方面有着潜在的重要应用。