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作为量子通信最核心的资源,纠缠态的制备一直备受关注。由于光量子信息在光纤传输中存在不可避免的吸收损耗的问题,长距离的量子密钥分发仍面临严峻的考验。为了解决这个问题,1998年首先提出了量子中继的理论方案,接着2001年,段路明等提出了基于原子系综和线性光学的实用型量子中继实验方案,即著名的DLCZ（Duan,Lukin,Cirac,Zoller）方案。目前,基于该方案的高质量纠缠源制备问题已经成为量子物理研究领域的主要研究内容之一。实验过程中往往将关联光子对的产生作为纠缠光子对产生的基础。目前,比较常见的产生关联光子对办法是自发参量下转换。该方案实验装置较为简单,易操作,但是产生的光子线宽一般处于THz量级,和量子记忆线宽不匹配。2008年,潘建伟小组通过腔增强的SPDC方案将光子对线宽压窄到MHz量级,但是该方案技术要求较高。为了解决线宽匹配困难的问题,一些研究小组开始使用自发Raman散射过程（SRS）来产生光子之间的非经典关联。该方案最早在2003年由美国的Kimble小组从实验上得以实现。本论文首先利用自发Raman散射过程,在冷原子系综中实现了关联光子对的制备,并在此基础上,产生了两路纠缠光子源,最后通过施加合适的投影测量获得了三光子的GHZ态。本文的主要内容有:（1）简单介绍了冷原子和量子纠缠的发展历程,以及DLCZ方案的基本原理。（2）在87Rb冷原子中,利用自发Raman散射过程（SRS）,产生了一对斯托克斯和反斯托克斯光子,并对该关联光子对的特性进行了实验研究。通过理论分析并选择合适的读光、写光、失谐等实验参数,研究了关联光子对的产生率随存储时间的变化情况,以及二阶强度关联函数随存储时间的变化关系。另外,测量了反斯托克斯光子的宣布式单光子统计特性αα随存储时间以及写光激发率的变化关系。（3）利用上述制备关联光子的实验过程,产生并收集到了两对不同空间模式下的关联光子对。测量了关联光子的二阶关联函数以及符合计数随存储时间的变化关系。通过改变斯托克斯光子的测量角度还测量了两路光子对的偏振关联函数,另外,通过对斯托克斯和反斯托克斯光子施加不同的投影,还测量了两个不同空间模式下的关联光子的Bell参数S的值。接着,又测量了不同存储时间下,单独空间模式中的S值的变化情况。同时,在H-V、D-A、R-L三对正交基矢上通过对关联光子做不同的投影测量获得了存储时间为30ns时刻态保真度F的值,并进一步测量了态保真度随存储时间的变化关系。最后,将四光子态中的其中一个光子施加合适的投影测量,观察到了三光子GHZ态,并利用纠缠判据和Mermin不等式证明了它与局域实在论之间的背离。（4）总结了Raman过程产生光子对的实验过程及对光子的关联及纠缠特性的测量结果,为下一步对纠缠源的改良及量子中继的实现做好了必要的准备。