量子信息处理科学作为一门交叉学科,不仅结合了量子力学以及量子通讯的相关原理,还包含了量子计算和量子保密通信等方面的内容。量子关联光子对作为量子信息处理的关键要素,其产生的方式主要有通过冷原子系综的自发拉曼散射过程(SRS即Spontaneous Raman Scattering)产生量子关联光子对和利用非线性晶体的非线性过程这两种常用的方式。虽然利用冷原子系综产生量子关联光子对的方法较为复杂,但是光子对的线宽窄,可以很好的实现与原子的耦合;而基于非线性过程产生光子对的带宽较宽,不利于很好的实现与原子系综的匹配。2001年由Duan等人提出了DLCZ方案(即Duan,Lukin,Cirac,Zoller共同提出的方案),在该方案中通过拉曼散射的写过程将信号写入原子系综中,激发出一个光子(即Stokes光子)的同时一个自旋激发将被存储于原子系综中,经过一段时间的存储,通过读光脉冲的读过程,读出存储于原子系综中的自旋激发并同时产生一个光子(即Anti-Stokes光子),在此期间所产生的Stokes光子与Anti-Stokes光子存在偏振关联特性。Lukin小组和Kimble小组分别利用这种产生的关联光子对的方法,产生了纠缠光源。在利用SRS过程产生两个及以上光子与原子系综之间纠缠的基础上,通过纠缠交换就可以建立两个及以上分离原子系综的量子纠缠,进而可以进行量子网络的相关研究。本文利用原子系综中的自发拉曼散射过程产生量子关联光子对,研究了写光和读光等参数对关联光子对的产生率及二阶关联函数g(2)的影响。通过改变实验参数进而得到关于产生率和g(2)关于读写光变化的关系曲线。在现有实验基础上找到了最适合于产生关联光子对的条件。并且通过改进了实验测量的程序,进一步验证了所产生光子对的单光子特性。本文主要内容有:(1)首先介绍了原子系综制备的基本原理、自发拉曼散射过程等概念,并简述了基于冷原子系综中的量子中继方案,接着对光子的偏振态的几种描述方法进行了描述。(2)介绍了关联光子对的关联函数及应用,并且就所产生的光子对的单光子特性进行了验证。最后描述了偏振关联光子对的Bell不等式和保真度的计算方法。(3)在DLCZ方案的基础上,利用87Rb的冷原子系综中的自发拉曼过程产生了量子关联光子对,研究得到了关于量子关联光子对产生的最佳的实验参数,包括读光、写光及写光失谐等。在写光激发率为1%,写光频率正失谐为+20MHz,读光为30mW时,光子对的产生率达到了18对每秒。我们改进了实验的符合测量程序,通过改变读写光的触发机制,并且采用了双线程的方式进行逻辑判断,使得关联光子对的产生率得到了进一步的提高。通过改变写光的激发率,测量了反斯托克斯光子的单光子特性,在写光激发率为1.55%的时候,测得其单光子特性参数?为0.245,表现出了很强的单光子特性。为了保证所收集的光子的经由光纤后偏振不发生改变,我们采用了波片组对其偏振进行补偿。为了优化读光的模式,我们组装并调试了一个模式清洁器,利用PDH方法进行锁定,锁定后的腔透射率达到50%,对读光的模式进行了很好地过滤。最后,总结实验中产生关联光子对以及测量反斯托克斯的单光子特性的实验结果,对于进一步产生纠缠光子对以及基于原子系综的量子中继提供实验基础。