本论文为了进行超冷原子物理实验的研究,首先自行研制了超冷原子物理实验平台.从激光冷却中性原子的角度出发,系统阐述了真空系统,激光系统,稳频系统,测量系统和在冷原子平台上进行的非线性磁光旋转的理论分析和实验结果.在真空系统部分中,详细介绍了真空的概念,导纳的计算,有效抽速的计算以及溅射离子泵的工作原理;激光系统从最原始的激光二极管出发,分析了其特性结构,工作性能和一般的几种工作模式;稳频系统基于我们所用的Toptica的半导体激光器模块的稳频工作原理,给出了一些理论分析和操作方法,并且给出了环形腔锁定半导体激光器的一种方法;测量系统主要阐述冷原子数的测量和温度的测量,理论上给出了分析,实验上给出了几种可行性方案极其工作性能.本论文专门对光抽运的起源及其工作原理和发展过程进行了分析,最后也给出了我们在这方面的一些实验结果.本文专门针对磁光阱给出了理论分析,并针对冷原子中的碰撞问题给出了部分分析,并且给出了Doppler冷却和sisphus冷却的极限温度的推导计算.并且对其他方式的势阱,包括磁势阱,偶极势阱,微结构势阱和高频势阱给出了理论分析.最后,我们从法拉第效应的基本概念出发,给出了非线性磁光效应测量磁场的理论分析和实现手段.结合我们自己的实验系统给出了我们右旋圆偏振光场用于测量冷原子样品的非线性磁场测量理论分析和实验结果,给出了不同于以往的双峰色散曲线结构.本论文的创新之处在于:1.我们自行研制和建立单磁光阱超冷原子物理实验工作平台:包括超高真空装置及测试装置,磁光阱和高频势阱,冷却光,再抽运光和探测光稳频系统和光路控制系统.该实验平台适用超冷原子物理实验.2.我们采用右旋圆偏振光场作为探测场做了理论分析,得出了不同于线偏振探测光场的双峰结构,并且在实验上给予了验证.