高激发Rydberg原子具有独特的性质，因而可作为研究辐射及场的敏感探针。如何获得并保持原子的高激发态对于诸如原子芯片，光子晶体等新技术的探索和开发都是至关重要的。激发态原子的自发辐射率决定了激发态的寿命，它是原子和辐射场的电磁场零点涨落之间相互作用的结果，即辐射场对原子的自发辐射率有增强或抑制作用；此外，由于原子和辐射场都受介质空间构型的影响，因此，不同构型的介质腔对处于其中的激发态原子的自发辐射率均有显著的调制效应。 近年来，随着实验技术的飞速进步和理论研究的蓬勃开展，激发态原子的自发辐射率受介质环境的调制已引起人们的广泛关注。光子晶体热潮的兴起、微装置捕陷作用以及应用场操纵高激发态原子的研究都极大地推动了对激发态原子的自发辐射率受环境调制问题的研究。 在本课题中，我们采用微腔量子电动力学的公式计算介质夹层空腔内激发态原子的自发辐射率。分别研究了对称型和非对称型介质夹层空腔对激发态原子的自发辐射率的调制。主要完成了以下几个方面的工作： (1)首先基于原子的电子场进行二次量子化，结合边界条件，对电磁场进行量子化得到腔量子电动力学，进而给出计算介质夹层空腔内原子的自发辐射率公式。 (2)计算了对称式空腔内高激发态原子的自发辐射率，用闭合轨道理论的标准方法对标度的自发辐射率做傅立叶变换，抽取特征频率并与光子的经典轨迹相对应。 (3)计算非对称空腔内激发态原子的自发辐射率，同样做振荡谱的傅立叶变换以抽取特征频率。并与对称式空腔内激发态原子的自发辐射率相比较，分析界面对原子自发辐射率的影响。 论文共分为五章。第一章为综述，主要从总体上介绍了关于激发态原子自发辐射研究的发展历史和现状，对腔量子电动力学做了简要的叙述，同时介绍闭合轨道理论的特点及研究现状。第二章介绍了介质腔内的电磁场。对电磁场进行量子化得到腔量子电动力学，导出介质夹层空腔内的原子的自发辐射率公式。第三章计算了对称式空腔内激发态原子自发辐射率；引进标度变量，应用类似于回归谱的标准方法对拟周期的自发辐射率做傅立叶变换，抽取特征频率，与光子的闭合轨道相对应。我们发现介质夹层空腔的自发辐射性质可以用光子的闭合轨道来解释：由于介质界面的影响，辐射出的光子经界面一次或多次反射后返回到辐射原子上，并与出射的光子相干，导致辐射率呈现拟周期的阻尼振荡；同时观测到了预期的由于多次经由界面反射而形成的高频光子轨道。在第四章中，为了与介质对腔对称配置情况作比较，计算了非对称介质夹层空腔内的激发态原子的自发辐射率。根据对称和非对称型介质夹层空腔对原子的自发辐射率的不同调制，分析了界面的影响：原子的自发辐射率只与所在处的介质的折射率相关，并围绕该值做衰减式振荡。第五章为本论文的结束语，简要地对本课题研究的内容进行了总结，并展望今后可能的发展。