在量子信息的发展历程中,光子量子态之间的干涉对于量子隐形传态,量子中继等等有着非常重要的作用,这就要求两个光子不能够以任何方式被区分开来,因而研究频谱不相关光子对量子信息的发展至关重要。本文主要是利用自发参量下转换(SPDC)的方式得到频谱不相关光子对。由于SPDC的过程中需要满足能量守恒,因而产生的光子之间存在频谱关联,传统方式是利用滤波的方式滤掉频谱相关的光子,但会使可用的光子对大大减少,本文则是通过调整晶体和泵浦光的参数来实现频谱不相关。采用PPLN晶体,并用准相位匹配的方式,在这些基础上推导出了相向传输模型下频谱纯度的理论模型,并作出了频谱纯度随着泵浦周期的关系图。另外,考虑到PPLN的下转换过程中存在三种不同类型的位相匹配,讨论了三种匹配方式下的频谱纯度,并作比较,发现第一类相位匹配方式下产生的光子对频谱纯度最高。由于铌酸锂晶体还可以掺MgO,计算了掺MgO情况下的频谱纯度,结果证明同样的条件下,掺镁的PPLN可以提高产生的光子对频谱纯度。计算结果表明,理论上在调整好参数的前提下,产生的光子对的纯度能够达到100%。其次,将计算的相向传输模型与传统的同向传输产生的光子对频谱纯度做了对比,结果表示在本文给定的条件下,相向传输产生的光子对频谱纯度要更高。计算了产生的光子对的带宽情况,并比较了两种不同情况,结果表明当产生的光子是相向传输的时候产生的光子对带宽更窄。最后由双光子对的模型拓展到三光子情况,利用SPDC的方法同时产生三个光子。为简化模型,采用共线情况,首先推导了三光子情况下的频谱理论模型,利用双折射匹配方法得到了三光子的位相匹配函数,然后得到了三光子的联合频谱图。结果显示,三光子情况下,三光子联合频谱图是一个椭球。这些频谱优化结果将为产生更高品质的光子提供理论基础。