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BEC是一种新的物质状态，研究其自身的物理性质以及形成这些性质的物理过程，具有重大的理论意义与应用价值。BEC的实现，是与激光冷却与囚禁技术迅速发展分不开的，激光冷却技术与其它应用技术相结合，产生了许多新的研究领域。本论文在掌握激光冷却与囚禁原理的基础上，利用BEC实验平台研究了BEC在紧束缚状态下的光散射现象，为BEC的相变提供了新的判据。此外，还将冷原子喷泉技术、分离拉曼光场技术和原子频标技术相结合，提出了一种新的原子钟方案--拉曼喷泉原子钟。
1在实验中观察到了紧束缚状态下BEC的光散射所形成的多级衍射条纹，分析了它产生的原因，并建立了理论计算模型，证实了BEC的光散射符合GDT理论的预言，并论证了多级衍射条纹的显著变化可以作BEC产生的一个重要判据。
2提出了一种新的原子钟方案，利用拉曼光场代替喷泉原子钟的微波腔实现拉曼喷泉原子钟。这种方案将分离拉曼光场技术与冷原子喷泉技术相结合，避免了在真空腔内放置微波腔，简化了真空系统，同时还能保持很高的准确度。我们采用半经典理论研究了冷原子喷泉与拉曼光场的相互作用过程，得到了Ramsey条纹。笔者比较了拉曼喷泉原子钟与热铯束拉曼原子钟，前者有更小的体积和功耗，其精度可能达到或超过商用小铯钟。还比较了拉曼喷泉原子钟与微波喷泉原子钟的差别，分析了光子反冲的影响，提出利用同向传播和相向传播的两台拉曼喷泉原子钟测量精细结构常数。