原子内态的相干操控是原子物理的重要研究课题之一，在原子钟和量子信息处理等领域有广泛的应用。保持量子体系长时间的相干性是实现原子态相干操控的关键。碱金属原子磁不敏态处于“魔术磁场”时对磁场的扰动极不敏感。本文对磁不敏态间的相干过程（Rabi振荡）和热弛豫过程做了详细的研究。主要结果如下:　　(1)实验研究了热原子气室中磁不敏态的微波-射频双光子相干操控。观测到了相干微波-射频场驱动下的铷原子超精细基态间的双光子Rabi振荡现象。基于塞曼子能级之间热弛豫过程的标定和微波跃迁的测量，清晰地分辨出叠加有热弛豫过程的原子态布居相干振荡。广义Rabi频率与中间态失谐和微波/射频功率的关系也由实验测得并且进行了具体的分析。当中间态失谐较小时，由于少量原子占据中间态的缘故造成实测的Rabi频率偏离理论值。这些结果为量子系统的相干操控提供了有力的手段。　　(2)原子芯片上冷原子双光子跃迁取得了初步进展。对原有的光路进行了重新搭建，实现了双光子跃迁实验的初态制备，得到了5×104的|F=1，mF=-1>态原子。微波场作用于原子时观测到了原子云分裂的现象。　　(3)完成了新原子芯片平台的搭建工作。新原子芯片与石英池粘贴后接入到真空系统中，在经过高温烘烤后得到了10-7Pa的高真空度。