近年来，光学微腔作为一种集成化的光学器件，在光传感，计算和通信等方面受到了人们越来越多的关注。在非线性光学领域，亚相干长度的微腔还可以用来补偿非线性作用的相位失配，从而大大提高非线性转换的效率。早在1962年，Bloembergen等人就首先提出了这种“腔相位匹配”(cavity phase matching，简称CPM)的概念，并引发了此后人们一些理论上的探讨。本论文首次实验验证了CPM原理，并制成一系列不同功能的片状光参量振荡器(sheet opticalparametric oscillator，简称SOPO)，展示了它们在非线性频率转换方面的一些独有的特性和优势，并进一步将研究拓展到量子光学领域，主要内容包括:　　1.首先简要介绍CPM的非线性参量过程，并从理论上引入并分析了SOPO的特性。与其他的相位匹配方式比较，腔相位匹配具有集成化、高效率、高亮度、适用性广的特点。　　2.研制了基于KTP晶体的SOPO，通过Ⅱ类相位匹配首次实验验证了CPM的光参量过程。获得了频率近简并的单纵模、窄线宽、可调谐脉冲输出，峰值功率达到220kW，斜率效率23.8％。　　3.研制了基于铌酸锂晶体的Ⅰ型CPM的SOPO。在近简并点附近获得了可调谐的频率梳输出，覆盖宽度可以超过50nm，斜率效率达22.6％;在远离简并点的情况下，可以获得850nm和1400nm附近的可调谐窄线宽的信号/闲置光束对，分别对应铯原子的特征谱线和光通讯波段，斜率效率可达29.4％。并预言了(0)类CPM的SOPO，有望实现超宽调谐范围的单纵模中红外输出。　　4.我们在对SOPO的经典非线性光学效应研究的基础上，进一步对相对应的自发过程进行了研究。结果表明通过CPM可以对产生的非经典光的频谱进行调制，获得窄线宽或者具有梳状频谱的双光子对。并理论计算了上述具有不同的频谱分布的非经典光场的关联特性。　　5.研究了利用基于BBO晶体的SOPO产生偏振解纠缠的偏振纠缠双光子态的方案。由于CPM的参与，此种偏振纠缠双光子态的具有时间空间单模性好，亮度和纯度高的特点。在超短脉冲泵浦下，可以用来实现高可见度的多光子干涉，制备各种特殊的多粒子非经典态，用于量子信息。　　6.最后，本文还将对光场关联特性的研究拓展到强光，即阈值以上的光参量下转换过程。理论计算了高增益的光参量下转换的时间关联特性，结果表明在高增益的情况下参量下转换的关联仍然存在，并且性质与自发参量下转换光和热光的关联都不相同。尽管与自发过程相比高增益的光参量过程的关联的可见度较低，但是不易被破坏，具有更高的实用性。这种关联有可能用于的关联成像、光刻和高精度时钟对准等。