量子关联光子对是量子信息处理中最基础和最重要的资源,随着量子通信和量子计算越来越受到人们的关注,寻找适合产生关联光子对的平台成为了一个重要的研究课题。早在数十年前,科学家就在传统的材料如BBO晶体和非线性光纤上实现了关联光子对的产生。然而,随着硅基微纳器件加工工艺的日益成熟,加上硅波导在束缚光场和非线性系数等方面具有巨大优势,硅基器件逐渐被认为是产生关联光子对的绝佳平台。其中,硅基微环由于谐振腔效应能够进一步束缚光场,增强非线性效应,因此,研究基于硅基微环的关联光子对的产生有重要的意义。本文首先从理论上分析和模拟了硅基微环谐振器的光学特性,进而得到了一系列关于硅基微环谐振器的主要性能参数和工作原理,为设计合理的微环谐振器提供正确的指导。然后分析了硅基微环谐振器中产生受激四波混频效应的原理和影响四波混频效率的因素,结合参考文献给出了微环中自发四波混频的产生机制,最后分析了微环中这两种四波混频的关联性,为接下来的实验部分提供理论依据。实验部分,本论文首先结合实验室现有的电子束光刻和反应离子刻蚀等技术,成功地制备了光学特性良好的微环谐振器。然后利用垂直耦合平台,滤波器,单光子探测器和单光子计数器等设备,成功观测到了微环中产生的量子关联光子对,并且将实验结果和理论分析进行了比较。最后提出并实现了一种湿法转移石墨烯到微环和波导表面制成硅-石墨烯混合型微环的方案,经过实验和理论分析验证,该方案可以用来提升四波混频和光子对产生效率,这也为后续基于集成芯片的量子通信和量子计算提供了一种思路。