光与物质之间的相互作用是当前物理学研究的热点,为了更好地了解其内在机制,就需要具备合适的“工具”——如探测器、光源等。原子物理学研究表明,分子、原子核在外加电磁场的周期力作用下所呈现的许多共振现象都发生在微波波段,因而对微波信号的探测和研究对于探索物质的内部结构和基本特性具有非常重要的意义。随着超导电路技术的发展,关于微波约瑟夫森结、约瑟夫森参量放大器的研究已取得长足的进步,已有实验证实约瑟夫森参量放大器可以被用作低噪声信号探测器以直接观察微波腔内里德堡原子产生的量子辐射场。此外,利用约瑟夫森参量放大器也可以实现微波辐射场的压缩,产生的微波压缩场将进一步提高相关测量的精度。全固态连续单频1.34μm激光器具有体积小、效率高、稳定性好、光束质量因子接近衍射极限值、低噪声、窄线宽、高相干性和波长位于光纤通信波段等优点,因此不仅在数据存储、光通讯、相干信息处理、空间遥感、非线性光学等领域有着重要的应用,同时也是研究光与物质之间的相互作用所急需的光源。基于我所在光学参量振荡器和全固态连续单频激光器领域的一系列成果,我们分别开展了关于约瑟夫森参量放大器的理论研究和全固态连续单频1.34μm激光器的实验制备。具体研究内容如下：1.通过电路理论推导出约瑟夫森参量放大器的运动方程。然后选择不同的初始条件研究了杜芬非线性振荡器模型和类-克尔非线性效应模型,用迭代方法求解杜芬运动方程并得到了杜芬振荡器的频率响应曲线,同时利用传输线的输入输出理论对约瑟夫森参量放大器的基本特性,如放大器的增益和带宽等进行了分析讨论。2.研制了一台1.34μm的全固态连续单频激光器。首先对激光产生过程中热效应的来源进行了分析,在此基础上采用880nm激光二极管直接泵浦Nd：YVO4晶体,以及双端面偏振泵浦技术等措施改善了晶体的热效应。根据热不灵敏条件和模式匹配条件设计了六镜环形谐振腔,并通过在谐振腔中插入倍频晶体引入非线性损耗方法提高了激光器的单频运转稳定性。连续单频1.34μm激光器的输出功率达到10w,一分钟内的频率漂移小于8.5 MHz。