腔量子电动力学是研究光与原子相互作用的有力工具，在低粒子数密度下，vacuum Rabi splitting，是实现强相互作用的重要特征。对于多粒子体系，则称为normal mode splitting。这种强相互作用显著地改变着原子的辐射特性，并且对于极高品质腔，可以实现系统的纠缠，因此也成为实现量子逻辑运算的潜在途径，而受到广泛研究。　　本文首先回顾对原子-腔系统的研究发展，包括利用原子束、冷原子介质及Doppler-broaden介质和腔所构成的系统的研究工作。接下来，主要介绍我们利用原子介质与F-P腔构成的系统，在极高粒子数密度，和高probe光强下，二能级原子腔系统的透射谱的理论和实验研究;以及加入repump光后的抽运作用和非线性效应的实验研究。具体包括以下两方面:　　1.研究了不同条件下，冷原子（或原子束）和Doppler-broaden原子介质和腔所构成的系统的透射谱。实验上(Doppler-broaden介质)观察到，系统在不同条件下，其透射谱会呈现出丰富、独特、新颖的特点。在粒子数较高及probe光较强时，因非谐振性，正交模劈裂峰会演化为一个单峰，但同时由于较强光强所导致的烧孔效应，而出现饱和吸收透明峰，因此这一单峰便演化成饱和透明峰伴随两个半圆形泡状峰的特殊结构。随着粒子数密度的增加，这种准三峰结构演化为五峰结构，同时由于吸收的增加，峰的高度会变矮。而随着粒子数的进一步增加，烧孔效应消失，饱和吸收透明峰和中心区域正交模劈裂峰随之消失。并且更为重要的是当耦合强度大于半个自由光谱区时，更多的正交模劈裂峰会随之出现。这种多正交模劈裂峰结构，是在耦合极大条件下，原子-腔系统的一个有趣的新的现象。本文就此及以上实验给出了系统的理论解释。　　2.对repump光的抽运作用及加入repump光以后的一些非线性效应的研究。在实验中，为了增加粒子数密度，加入一束repump光，将处于另一基态F=3的原子抽运到激发态（所用原子介质为85Rb蒸气，二能级为85RbD2线能级），从而增加与probe光作用的粒子数目。还研究了不同条件下repump光的作用，观察到了两种完全不同的现象---其一，温度较低，repump光较弱条件下的repump光的光抽运效应;其二，温度较高、probe光和repump光光强较大时的非线性效应。当温度较低并将两束光的光强限定在较小范围内时，改变repump光强和改变温度具有相同的效果，这表明反抽运光将处于基态F=3上的原子激发到了激发态，而部分原子会回落到另一基态---F=2态。这对于probe光来说，相当于粒子数增加。而当提高系统温度时，粒子数密度增加，同时由于原子之间的随机碰撞作用的增强，原子回落到基态F=3上的概率也必然增多，所以此时repump光的抽运作用就越发明显，因此在这种粒子数密度极大，probe光强很强的条件下，一些非线性效应---自聚焦效应---就会发生，这是对内腔中自聚焦现象的一个重要的实验研究，这对于开展内腔中一些极强非线性效应研究具有重要意义。　　创新性的工作包括以下两点:　　Ⅰ.在不同条件下，研究了二能级原子腔系统的透射谱。尤其是在极强耦合强度下，对多正交模劈裂峰结构的进行了深入探讨。　　Ⅱ.对加入repump光的热效应和非线性效应进行了研究。