微传感器因其高精度、超灵敏、低危害等特性,在精密测量和生物医学领域越来越受到广泛重视,其所能测量的参数包括:速度、压力、触觉、流量、磁场、温度、离子浓度、生物浓度等。纳米机械系统是纳米尺度的机械系统,通常具有超高的品质因子、振动频率极高、质量轻、灵敏度高等优点。由于它的众多优点,基于纳米机械系统的微传感器可以应用于生物医学的探测等领域。纳米机械振子(nanomechanical resonator),简称NAMR,是非常有代表性的纳米机械系统,拥有纳米机械系统的所有优点,包括质量轻、体积小、振动频率高等。除此之外,它也拥有宏观机械振子的很多优势,如仍然满足能量和动量守恒定律等。此外,如果纳米机械振子与其它小量子系统(如量子比特等)耦合起来,还可用于研究许多奇异的量子现象和检测基本的量子定律。特别地,当一个纳米机械振子和一个光学谐振腔耦合的时候,便形成了目前研究比较热门的腔光力学系统。所以,研究纳米机械振子与其它量子系统耦合形成的新型的微系统中的动力学特性,将有助于扩展微传感器在生物医学领域的应用。基于纳米机械振子的微传感器越来越多的应用在生物医学等领域。随着纳米机械振子的广泛应用,量子光学在今后将会继续扩展到生物、医学等学科。本文研究了纳米机械振子在复合系统中的声子阻塞和基态冷却。具体内容如下:研究了纳米机械振子耦合量子比特系统中的声子阻塞现象。发现在弱驱动的条件下,非厄米哈密顿量的所有本征值都等于零时,出现了强声子反聚束现象。于是我们提出了零本征值方法来诱导声子阻塞。本文详细分析了此方法对声子阻塞的影响,给出了最佳条件并解释了背后的物理机制。并且不同于传统的声子阻塞和非传统的声子阻塞,不管是强非线性还是弱非线性,都可以实现声子的反聚束效应。该结论为实现单声子源提供了一种方法,将在量子信息处理以及精密测量等研究领域具有重要的意义和应用前景。本文基于双腔耦合系统,在强耦合区且边带可分辨条件下提出动态耗散同步冷却方案,把腔模耗散作为一种资源,并通过双腔之间的耦合通道,对其双腔模耗散进行调控能够强烈地抑制加热效应,从而极大地加快冷却速率并显著降低冷却极限,使双机械振子同步快速地冷却到基态。此外,利用非微扰方法对腔光力学冷却的动力学过程进行分析,并给出冷却动力学和冷却极限的解析表达式。此结论有助于动态调控的多模基态冷却研究。