时间频率系统是国家的战略资源，时间同步系统是其不可或缺的组成部分。现代原子钟的发展已经到了很高的水平，时间比对技术的精度成为了限制定时定位精度的瓶颈。对于传统的时间同步技术，其精度受限于散粒噪声极限，而近年来，基于量子纠缠态的非定域性的量子时间同步技术，有望达到突破散粒噪声极限的海森堡极限，实现亚皮秒量级的高精度时间同步。在量子时间同步技术中，频率纠缠源作为量子时间同步技术的主要物理资源，其特性和探测方法直接影响最终的同步精度。因此，获得高质量的频率纠缠源并深入了解其特性，是实现高精度同步的重点之一。本文以频率纠缠光源为例，介绍了制备和探测量子纠缠源的实验研究。目前已经得到可观测的频率一致纠缠光源，对其性能和影响因素进行了深入考查，得到了规律性的结果。具体地，本文首先介绍了用于频率纠缠光源的产生和探测的实验装置和为实验开发的自动测量系统的具体实现。然后在此基础上实现了频率纠缠光源的产生，并分别利用直接符合测量和基于HOM干涉的二阶量子干涉测量对其性能进行了深入研究，最后通过理论计算研究了频率一致纠缠光源的量子干涉可见度，下转换晶体最佳温度等，并与实验结果进行了比较。结果发现，当泵浦光的带宽足够宽时，HOM干涉可见度大幅降低。本文对于应用于量子时间同步的纠缠光源的制备和探测进行了详细研究，为量子时间同步协议的原理验证和实际应用奠定了基础。