量子力学是现代物理的两大支柱之一,而作为量子力学五大公设之一的量子测量一直扮演着重要的角色。随着科技的进步,人们的探索范围逐渐扩大并已深入到量子世界中,在这一过程中,人们对量子力学和量子测量也有了更深刻的理解,这也促进了科技的进步以及探测精度的提升。量子弱值测量就是在这种背景下应运而生的,由于其应用的广泛性和具有放大微弱效应的作用而引起了极大的关注。一些微弱效应在现有的技术条件下通常难以观测,本文就是利用弱值测量的放大效应进行了一系列微小参数估计的理论和实验研究,主要包含以下几个方面:1.利用弱值测量进行了微小速度测量的实验研究。由于所测速度非常微小,难以像传统的测量多普勒频移那样得到速度大小,我们将其转到时域上并利用弱值测量方法将速度引起的时间偏移放大,这种方法在技术上更容易实现。这里主要是构造了一个近相消干涉测速装置,探针是被声光调制器调制的高斯脉冲光,系统为近相消干涉的迈克尔逊干涉仪,系统与探针的弱耦合是通过干涉仪一臂的反射镜做微小速度移动来实现。实验证明了这种测速方法的有效性,并实现了 nm/s级别的速度测量,且其精度受克拉美-劳界（散粒噪声极限）限制,与理论预测符合的很好。2.利用弱值测量进行了角速度测量的实验研究。我们构造了一个偏振系统,它主要由两个格兰泰勒棱镜和一个真零级半波片组成,其中两个格兰泰勒棱镜分别提供前后选择态,波片以微小角速度转动,通过探测高斯脉冲光的时间偏移就可以得到角速度大小。实验证明了这种方法的有效性,还研究了不同探测光子数下的不确定度和最小的后选择概率。3.利用弱值测量进行了高精度的温度变化测量的实验研究。精确测量温度的变化在现代科技中有重要的意义,极其微小的温度变化通常难以直接测量。依据波片的温度变化引起o光和e光之间相位差改变这一原理,我们搭建了基于偏振的弱值测量系统,将这一温度变化引起的微小的相位差变化量加以放大,并转换为易于测量的光功率的变化量,从而间接测量出多级石英波片的温度变化量,与平衡零差探测法相比,精度提高了 9倍,证明了弱值测量在技术噪声存在的情况下具有一定优势。4.开展了利用功率循环和信号循环技术提高探测信号强度和信噪比的理论研究。在弱值测量中,后选择过程一方面能放大微弱效应,但另一方面也会把大部分信号抛弃,从而使最终的探测信号强度大大衰减,在理想情况下,这两个效果达到了平衡,与经典测量相比,弱值测量并不能提高信噪比。针对这种情况,我们将功率循环和信号循环技术应用于弱值测量中,具体就是在系统信号输入端或输出端添加一个部分透射镜,构造一个谐振腔,将被后选择抛弃的光重新利用起来以提高探测信号强度和信噪比。我们在线速度和角速度测量的基础上论证了三个方案:线速度功率循环、角速度功率循环和线速度信号循环方案。通过研究发现,相比于标准弱值测量,功率循环和信号循环技术都能提高信号强度和信噪比,但是由于走离效应,功率循环和信号循环方案中的放大效果不如标准弱值测量,且信号循环比功率循环有一定技术优势。最后还将功率循环弱测量和联合弱测量进行了比较,发现它们各有优劣,适用于不同场合。