三能级系统是由一个基态,两个激发态组成的能级结构。在量子物理中有着重要的位置,世界上第一台红宝石激光器就是三能级系统。由于三能级系统比简单的二能级有更丰富的物理现象,且方便用解析的方法研究,所以在本文中我们主要研究三能级系统中的相关现象。在量子光学中,有很多发生在三能级系统中的著名实验,包括电磁诱导透明,无粒子数反转的激光,相干囚禁,Aulter-Townes劈裂等。电磁诱导透明和Aulter-Townes（AT）劈裂是两个有着相似实验结果的现象。实验结果表现出来的都是借助一个辅助能级及一束光强很强的激光使得原本被共振吸收的弱探测光不再被吸收,对应的量子态就是暗态。暗态,顾名思义就是一个不会被探测光发现的态,也就是说处于这个量子态下的系统不再吸收探测光,对探测光而言暗态就是一个透明态。由于电磁诱导透明和AT劈裂的相似性,引发了很多学者研究两者的不同。过去的很多年里,大家对这两者的不同有很多解释。在这些解释中,经常被引用的两个理论是能级劈裂和量子干涉相消。根据能级劈裂理论,强控制场导致能级劈裂,使得原本共振的能级位置不再共振。另外,量子干涉相消理论认为,是两个或多个跃迁路径之间的量子相消干涉导致了原子的透明性。被广大学者广泛认可的这两种理论之间的区别是:若外加场的驱动强度小于系统的耗散系数,则量子干涉相消占主导:若外加场的驱动强度远大于系统的耗散系数,则能级劈裂占主导:若外加场的驱动强度与系统的耗散系数相差不大,则无法完美的区分两者。受到这些论点的启发,开启了我的研究课题。在本文中我们试图找出一个可以完全区分电磁诱导透明和AT劈裂的方法。从这两种现象背后的物理图像出发,我们设计了多种调制方案,这完全不同于之前的研究手段。并将这种调制方式应用在了超导量子电路系统中,在实验上看到了很多不同于连续驱动的有趣现象,并发展了强驱动下基于Floquet理论的Generalized Van-Vleck近简并微扰理论。本文主要研究周期性调制下的三能级系统,周期性驱动下的系统有着与连续驱动下不同的物理机制并会显示出很多有趣的现象。本文主要研究内容如下:（1）周期性调制暗态。根据AT劈裂的物理机制,探测光吸收谱中的透明窗口是由强控制光引起的能级移动（劈裂）导致的,对应这种机制我们设计了单调制的方案:只有探测光周期性开和关。相应的根据电磁诱导透明现象背后的量子相干性我们设计了双调制方案:探测光和控制光周期性互补性地开和关。两种物理理论对应两种调制方案,在本文中我们发现量子相干性是最基础的物理机制,也就是说电磁诱导透明现象和AT劈裂现象都是由于能级的量子相干性引起的。（2）没有能级劈裂的AT现象。在互补性调制探测光和控制光的双调制方案中,在测量探测光吸收谱的时候控制光是关闭的,因此是没有能级劈裂的。然而在这种调制方案中呈现的透明窗口是符合AT劈裂线型公式的,按照之前的理论这种现象就是AT现象。于是我们观察到了没有能级劈裂的AT现象。调制方案中的透明现象可以用一个周期内的相位信息解释,进一步证实了量子相干性的根本性。在本文我们进一步研究了这种透明窗口随着调制周期的变化,发现随着调制周期的变化出现了多个透明窗口,此现象是由调制导致相位的周期性变化引起的。（3）在处理周期性含时哈密顿量时,最常见的方法是根据主方程进行数值模拟。然而还有一种更物理的方法是Floquet理论。利用Floquet理论可以将有限维度的含时哈密顿量转化成不含时的无穷维哈密顿量,继而进行有效合理的截断得到数值解。在Floquet理论的基础上我们巧妙地利用了表象变换,使得在强驱动情况下Generalized Van-Vleck近简并微扰理论仍然可以使用,继而得到了周期性调制系统的解析解。（4）在超导量子系统中实现了时间域光栅。超导量子比特由于制作工艺简单,退相干时间长,最有希望成为量子计算机的核心单元。我们在超导系统中通过同步调制和互补调制分别实现了不同关联的两个时间域的光栅,分别出现调制的AT和调制诱导的衍射效应。我们的数值和解析结果表明这些现象中的干涉条纹与二能级的相对相位有关。然而仅在互补调制中出现的衍射现象与三能级的集体相对相位有关,这种衍射现象是由两个光栅之间的关联导致的。这种调制诱导的衍射现象带来了抑制功率展宽的效果,这对设计快速的全光开关和量子门操作有很乐观的应用价值。