光与物质相互作用问题的研究属于原子分子光物理（Atom Molecule Optical Physics,AlMOP）的研究范畴,并且遍及物理,化学,电子工程学等研究领域。在经典电动力学框架内,着重强调的是系统的状态遵循经典力学和麦克斯韦方程组。然而,随着时代的发展,科学家们发现关于黑体辐射与原子光谱等问题不能用经典力学来解释,而量子力学的建立在微观尺度上为这些问题提供了合理的观点与物理解释。现在,科学家们发现他们完全有能力利用光作为研究工具,并在原子大小的尺度上观察与操纵物质。半导体纳米结构中亚波长尺度下的光与物质相互作用问题的研究,不仅有利于开发新的量子光学与量子电子学器件,而且有利于探索光控制的纳米材料内部分子的运动。超导量子电路系统中光与物质相互作用问题的研究涉及微波段的光子与由约瑟夫森结构成的人造原子的相互作用。这些人造原子使得人们更容易研究已知的量子光学现象,也可以用来探索在自然原子中未被发现的新颖现象。混合腔量子电动力学系统结合了两种或多种物理系统的优点,不仅具有根本的重要性,而且为量子计算与量子信息领域的量子技术开辟了令人兴奋的可能性。本文主要在理论上研究半导体量子点系统,实验上研究超导量子电路、腔-磁子-极化激元系统中光与物质相互作用的问题。本文的内容主要包含:（1）.理论上研究了三量子点系统中本征能谱与弱的探测光场的线性吸收响应谱特征现象。通过对系统的哈密顿量的本征能谱进行分析,可把隧穿诱导透明和双窗口隧穿诱导透明现象分别从Autler-Townes双重峰和三重峰现象中区分开来。对于共振的情况,在弱隧穿耦合区域,当隧穿诱导透明现象出现时,系统的本征能谱中没有呈现出明显地可区分的免交叉现象。然而在强隧穿耦合区域,系统的本征能谱出现了双重免交叉现象,这意味着系统从隧穿诱导透明现象演变为Autler-Townes双重峰现象。对于非共振的情况,在弱隧穿耦合区域,由于系统的本征能谱中依旧没有呈现出明显的免交叉现象,因此在探测光的吸收谱中出现失谐依赖的新吸收峰应为双窗口隧穿诱导透明现象。然而,在强隧穿耦合区域,由于在系统的本征能谱中存在三重免交叉现象,所以探测光的吸收谱中展示失谐依赖的新吸收峰应为Autler-Townes三重峰现象。我们的结果对固态系统中的量子测量和量子光学器件的研究具有一定的指导意义。（2）.理论上研究了非对称的三量子点系统中弱的探测光场的线性与非线性光学色散响应特性。研究表明,探测光场的色散响应对三量子点系统中的间接激子态的能级失谐量与量子点间的隧穿耦合强度较为敏感。特别是探测光场的非线性色散特性主要受到其中一个量子点隧穿诱导增强的交叉克尔非线性效应的影响。同时,通过改变另一个量子点中的间接激子态的能级失谐量,发现增强的交叉克尔非线性效应可以引起自聚焦与自散焦效应的出现。此外,通过考虑纵向声学声子对间接激子态的相移退相干的影响,可实现对自聚焦与自散焦效应峰的幅度,宽度和位置的调节。我们的结果对于固态系统中基于增强的非线性相互作用的非线性光学与量子光学器件的研究具有有潜在的应用价值。（3）.实验上研究了超导量子电路系统中时间域的杨氏双缝衍射现象。在可调的三维transmon系统中,通过调制互补的探测与控制方波脉冲光场实现时间域杨氏双缝衍射现象。结果表明,时间域杨氏双缝衍射函数依赖于探测光场的频率失谐量的调控,这同时类比于传统杨氏双缝实验中对狭缝宽度的调节。此外,我们还利用广义的Van-Vleck简并微扰理论模型很好地解释杨氏双缝衍射实验的相关特征,这也证明了在强的外加驱动状态下存在动生线宽变窄现象。通过对探测与控制脉冲光场的两种调控方式（相同与互补的脉冲序列）的选择与控制,可实现强场驱动下的更快更便捷的全光开关现象。我们的研究结果不仅为调制光场与物理系统相互作用的问题的研究提供了新的方式或方法,还为探索光的波粒二象性提供了新的途径。（4）.实验上研究了腔-磁子-极化激元系统中奇异点的光与物质相互作用问题。磁子-极化激元现象的研究属于光与准粒子之间的相互作用范畴,源于腔量子电动力学系统中微波光子与磁子之间的强耦合相互作用。近来,磁子-极化激元被认为是最有可能实现量子传感器和存储器的潜在候选者。又由于磁子与腔的微波光子本身具有一定耗散衰减属性,因此,在微波腔中只能存在具有限定寿命的磁子极化激元。然而,通过动态地调节微波腔的外加泵浦场与衰减之间的平衡,可形成基于非厄米的哈密顿量所描述的非平衡系统中的稳定磁子极化激元。在本章节中,我们设计了一个可调的腔量子电动力学系统,即在一个三维的矩形微波腔中放置一个纪铁石榴石（Yttrium Iron Garnet）铁磁体小球,凭借合理地调控磁子与微波腔光子的耗散系数,进而产生具有非厄米谱简并的腔-磁子-极化激元。经由恰当地调节腔内磁子-光子耦合强度系数,我们观察到了基于磁子-极化激元的相干完美吸收现象,并证明了在奇异点处存在相变。我们的实验结果为探索基于非厄米物理的腔-磁子-极化激元现象提供了一种新颖的宏观量子平台。