在激光冷却与俘获原子或原子的Bose-Einstein-Condensation实验中，要求用于冷却的激光器具有功率高、频率稳、线宽窄等特性。注入锁定则是获得这种激光的一种有效的方法。为了进行原子冷却与俘获的实验研究，我们用注入锁定的方法获得了约60mW的单模窄线宽激光输出。 本文主要介绍半导体激光器注入锁定系统的研制以及四能级原子量子相干过程中瞬态非线性光学响应的分析。主要内容如下： 1．用一个光栅反馈可调谐半导体激光器注入到一个从激光器中，实现了主从激光器的同步运转。在锁定状态下，获得了功率约60mW的激光输出，在Rb原子吸收D₂线附近调谐范围达4.5GHz。 2．研究了从激光器锁频范围Δω与注入光功率的关系。实验证实了锁频范围Δω是不对称的，负失谐范围大于正失谐范围，并且注入功率越大，锁定范围越大。在一定的条件下，测得从激光器锁频范围Δω最大约为4.7GHz。 3．实验研究了注入光偏振方向对从激光器锁定状态的影响。当注入光偏振方向与从激光器输出光偏振方向垂直时，从激光器频率不会被锁定到主激光器频率上，但由于外部光注入引起的从激光器腔内热效应，使得从激光器频率向低频方向移动。 4．用半经典理论计算分析了N-型四能级原子中，信号光开启后介质对探针光的非线性吸收系数随时间演化的瞬态过程。计算表明在信号光开启后的瞬间，介质对探针光的非线性吸收从接近于零的状态迅速增加，经过一个短暂的瞬态过程到达稳态。当Ω_c＞Γ₃/2时，这个瞬态过程为一驰豫振荡过程，在不同大小的耦合光Rabi频率Ω_c条件下，Ω_c取值越小，瞬态过程振荡越慢。当Ω_c≤Γ₃/2时，瞬态过程振荡消失。