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二次谐波非线性过程是产生非经典光场的最有效途径之一，它能够实现短波和长波两种不同波长的正交振幅压缩态光场，在高精度原子光谱、低噪声光通信及高精度测量等领域有着广泛的应用前景。
另一方面，倍频过程也可以产生量子关联(纠缠)态光场。虽然已理论证明利用倍频过程可以产生基频光场和倍频光场之间的关联和纠缠，到目前为止，还没有利用二次谐波倍频过程产生量子关联和纠缠光源的实验研究。实验产生波长相差较大的两个光场之间的量子关联和纠缠，如利用倍频过程产生倍频光与基频光之间的量子关联和纠缠，在量子信息和量子通信领域中有着非常重要的应用。双色纠缠光源为打开量子信息在电磁频谱不同部分之间的分配开辟了道路。
本文中，我们实验研究了准相位匹配晶体倍频过程输出光场的非经典量子特性。在倍频过程倍频光噪声压缩的实验研究基础上，研究了倍频反射基频光噪声起伏压缩，特别研究了倍频过程输出倍频光场和反射基频光场两束频率相差非常大的光场之间的强度关联量子特性。倍频腔的设计是外腔泵浦的单共振两镜驻波腔，倍频非线性介质是PPKTP晶体。
首先在倍频腔基波单共振条件下，实验研究了不同腔耦合输入镜透过率条件下随泵浦功率变化的反射基频光的噪声压缩特性。在输入耦合腔镜对泵浦光1.06μm功率透过率为5％，输入泵浦光功率为9mW时，获得了波长1.06μm的反射基频光的噪声正交振幅压缩0.67dB(考虑总探测效率η=79％是0.86dB)。
在探测到倍频谐波场0.53ηm波长绿光和反射基频场1.06ηm红外光噪声起伏压缩的实验基础上，实验研究了绿光和红外光两种不同波长的光场之间的量子关联效应。在输入耦合腔镜对1.06ηm透过率为2％，输入泵浦功率为6mW时，我们探测到这两种频率相差非常大的光场之间的强度量子负关联0.6dB(考虑总探测效率是1.1dB)，这是利用倍频过程产生双色量子关联光束的首次实验验证，为双色纠缠光源的实验制备提供了实验基础。这种双色光束量子关联特性一方面可用于提高各光束的噪声压缩，另一方面这种很大频率差的双色量子相关特性的光源在量子通信中有着特殊而十分有用的用途，如在多点之间的量子通信协议可以利用这种具有量子性质的纠缠光源在不同光频态间迅速地转换，这样的协议将提高量子信息网络异类结点的集成程度，再如长距离量子通信系统，需要的两个不同的非经典关联光频系统时，双色纠缠光源是它们理想的选择源。理论上我们利用单共振倍频腔倍频过程理论模型，计算了倍频过程的反射基频场的噪声压缩及反射基频场和输出谐波场之间的强度噪声量子关联，同时利用连续变量双模纠缠光束不可分判据预测了两光束之间的量子纠缠效应，最后对双色强度关联的探测方法做了简单的理论分析。对实验结果的理论模拟表明，实验结果和理论预测基本吻合。