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当光脉冲与共振晶体发生瞬态相干作用时,将有诸如光学章动、自由感应衰减、光子回波等现象出现,本文主要对光子回波进行研究。本文主要研究内容包括:(1)由密度矩阵元的运动方程出发推导出Bloch方程,并利用慢变振幅近似与旋转波近似对其进行简化;以宏观极化为桥梁,建立Maxwell方程与Bloch方程之间的联系,进而推导了传播方程。(2)详细阐述了时域有限差分算法求解Maxwell-Bloch方程的迭代方式,并用该方式模拟了瞬态相干过程中晶体对光场的响应以及光场的变化。分析了章动过程中章动信号的波动频率以及最值与拉比频率之间的关系,同时还分析了该过程中感应电场的最值与晶体吸收系数之间的关系;给出了自由感应衰减过程Bloch矢量随时间的变化,分析了不同跃迁频率对应的Bloch矢量在变化过程中的差异性进而对失相过程给出直观的解释,最后分析了弛豫时间对自由感应衰减过程的影响。(3)展现了光子回波形成过程中不同跃迁频率所对应的Bloch矢量取值的差异,解释了光谱光栅在光子回波形成过程中所起的作用,最后对比分析了二脉冲与三脉冲光子回波的差异性。(4)以三脉冲光子回波为例,分析了输入光脉冲参数对光子回波的影响。从光谱光栅的角度出发,解释了前两束输入脉冲之间间隔对光子回波幅度的影响,并得到了前两束输入脉冲间隔的最优值;同时我们还得到了光子回波宽度与光谱光栅宽度之间的关系。(5)分析了晶体参数对光子回波的影响。给出了在考虑弛豫时间影响时的Bloch矢量变化规律,进而得到弛豫时间对光子回波幅度的影响;讨论了晶体厚度对光子回波幅度与效率的影响,给出特定吸收系数下产生光子回波的最佳厚度,最后给出了光子回波效率随厚度变化的表达式,对前人的工作进行了修正。