光与原子的相互作用是量子光学的热点研究方向,受到了人们的普遍重视。多波混频、Autler–Townes（AT）分裂、电磁感应透明（EIT）是该领域最重要的几个量子相干现象。本文从理论和实验两个方面对上述几个现象的重要物理问题进行了研究,还介绍了超大光学厚度冷原子团装置以及Bose–Einstein condensation（BEC）的二维光晶格装置的搭建。论文工作概况如下:第一,提出了一个方法,利用基于相位共轭六波混频Autler–Townes光谱来探测级联型四能级多普勒展宽系统中的高激发态AT分裂双峰,在时域角度研究了多普勒展宽对六波混频谱的影响。第二,研究了耦合光共振时,⁸⁷Rb原子D1线Λ-型能级体系中,电磁感应透明吸收曲线的不对称现象,发现间隔为814 MHz的另一个激发态能级导致了此现象,在磁光阱俘获的冷原团中进行了实验,实验结果和理论预期符合的很好。第三,利用单光束光偶极阱束缚冷原子,制备了具有超大光学厚度的冷原子系统,峰值光学厚度可达3000。这个系统具有实现容易,原子团密度高,位置稳定等优点,是量子光学和非线性光学领域的理想实验平台。在这个系统中,进行了四波混频实验,发现斯托克斯光或反斯托克斯光的强度与实验条件的关系具有明显的阈值特性,这很可能是一种无翻转激光现象。第四,在混合阱BEC装置的基础上,成功搭建了二维光晶格系统,为下一步的三维光晶格以及后续量子模拟实验积累了丰富的经验。第五,用一束蓝失谐光场照射⁸⁷Rb原子BEC的波导,观察到原子团中心不膨胀的现象,通过分析实验结果推断,这是光场透过较‘脏’的真空腔壁时形成了无序散斑场进而导致了Anderson局域化现象。