光学非互易器件是现代光学中最常见的基本元件之一。随着现代集成光学的快速发展,光学非互易器件需要朝着集成化（Integrated）和小型化（Miniaturization）的方向不断突破。目前,主流的光隔离器利用法拉第磁光效应,通过强磁性材料形成磁场,可以产生磁光效应,实现光信号传播的非互易性。但是这种方法产生的磁场对于集成光学系统中其他元器件有干扰影响,所以人们开始关注无磁光学非互易研究。近十几年来,人们利用光腔力系统、动态时空调制和非线性等机制实现无磁光学非互易传输,非互易器件正在逐渐朝着集成化和小型化发展。近几年,另一个研究热点是人们开始在热原子系综中寻找可实现无磁光学非互易的方案。本论文主要基于热铷-85原子系统,利用四波混频等量子相干过程,分析无磁光学非互易传输形成的物理机制,并对原子系统中相关参数对非互易传输的影响进行研究。具体内容如下:1.基于四波混频技术的无磁光学非互易传输研究我们利用四波混频过程中相位匹配条件,在热铷-85原子系统中构建无磁光学非互易传输结构。通过理论和实验可以得出合适的相位匹配角,再根据四波混频过程中三束光是否满足相位匹配条件,从而实现光信号在不同传输方向上的非互易传输特性。实验结果表明该系统具有高正向透过特性和高反向隔离特性两个显著特点。我们将在第三章中具体介绍该方案的主要内容。2.基于光泵效应的无磁涡旋光学非互易传输研究我们提出利用光泵效应和原子热运动,结合轨道角动量（OAM）光在热铷-85原子系统中实现无磁光学非互易传输的实验方案。我们通过调节实验系统中的相关参数,可实现正向透过率高达0.83和反向隔离度超过24dB的非互易传输。我们将在第四章中具体介绍该部分主要内容。3.基于简易二能级系统的无磁涡旋非互易传输研究在第五章中,我们主要在热铷-85二能级原子系统中研究无磁涡旋光学非互易传输特性。实验结果表明,根据原子热运动和光泵效应,携带轨道角动量（OAM）模式的信号光可以有效的通过原子气池,而反向信号光可以被原子气池吸收,从而起到正向透过和反向隔离信号光的作用。