近年来,量子信息技术正逐步走出实验室,迈向实际应用,比如量子通信已经从实验室演示的百公里范围扩展到了城际网络甚至成功的实现了地空通信。因此,对作为其核心资源的单光子源等量子光源提出了更高的要求,轻量化、集成化、高品质、宽调谐的单光子源和纠缠光源的研究与制备显得尤为重要。另一方面,当量子信息技术拓展到更大时空时必须要考虑时空的弯曲效应。考虑相对论效应的量子信息表现出许多新奇的特性,使得弯曲时空中量子信息科学的相关研究在近些年变得非常热门。本论文就是从以上两方面着手,致力于研究基于小型化的宽调谐可预知单光子源以及研究纠缠光子横向位置关联在弯曲时空中的演化规律,取得的主要研究结果如下:1.提出并研究了基于周期性极化钛扩散铌酸锂波导自发参量下转换过程产生纠缠光子和可预知单光子源的波长调谐方案。详细计算了温度、极化周期以及泵浦光波长对不同类型自发产量下转换过程产生纠缠光子波长的影响。提出了三种基于泵浦光调谐的宽调谐可预知单光子源方案,分别可以实现800nm附近200nm范围的波长调谐(泵浦光调谐2nm)、1550nm附近800nm范围的波长调谐(泵浦光调谐10nm)和同时覆盖以上两个主要波段的1000nm范围的波长调谐(泵浦光调谐5nm)。2.研制芯片式可预知单光子源并进行工程化设计。利用激光二极管、闪耀光栅、反射镜等搭建了光栅外腔半导体可调谐激光器,作为可预知单光子源的泵浦光源。制备了基于周期性极化钛扩散铌酸锂波导的光子源芯片,通过多次实验优化极化周期、波导工艺参数,得到高产率的铌酸锂波导光子源芯片。3.研究了纠缠光子横向位置关联在常高斯曲率时空中的演化规律。分别计算了纠缠光子对都在正高斯曲率时空、负高斯曲率时空、混合曲率时空中横向位置关联随传播距离的演化规律。在正高斯曲率时空中的演化呈现出周期性和对称性,在负高斯曲率时空会趋于一个稳定的关联状态。当一个光子在正曲率时空而另一个在负曲率时空时,则演化规律会会受到两个子时空特性的影响,即依旧存在周期性和关联状态保持的特性,但是又互相影响,产生相互作用。4.研究了纠缠光子在正高斯曲率时空中的鬼成像现象。基于正高斯曲率时空中纠缠光子横向位置关联周期性复现的性质,发现了正高斯曲率中的无透镜关联成像现象,得到了成像公式,进行了分辨率表征,并模拟了二维空间的“单缝”和“双缝”成像。