研究了Kerr介质中相干态光场与耦合V型三能级原子相互作用过程中场的量子性质.利用量子光学中光场与原子相互作用的耦合Tavis-Cummings模型,对系统的动力学过程进行了求解.讨论了系统初始状态、失谐量、原子间偶极相互作用强度及Kerr系数对光场量子性质随时间演化的影响.数值计算结果表明: 初态中场的平均光子数比较小时,光场能够展现出明显的量子效应;初始时刻原子激发态概率幅从小变大时,光场的反聚束效应变得越明显,而光场的压缩深度会先增大后减小;失谐量的变化对场的量子性质的影响不大,只是改变光场二阶相关函数和压缩参量振荡的周期;原子间耦合强度的增大使光场的反聚束效应减弱和光场的压缩深度变浅;Kerr系数的增大会增强光场的反聚束效应,而使光场的压缩深度变浅.

应用全量子理论，通过求解系统的海森堡方程，研究了双模压缩相干态光场与二能级原子玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)相互作用系统中原子激光的压缩效应，讨论了原子-光场耦合系数，原子间相互作用强度对压缩频率、压缩深度的影响。结果表明，原子激光两个正交分量周期性地被压缩，压缩持续时间依赖于原子-光场耦合系数和原子间相互作用强度；最大压缩深度依赖于原子间相互作用强度和光场初始压缩因子。

利用PeggBarnett 相位理论，研究了耗散腔中多个Λ型原子与相干态光场在拉曼相互作用下光场的相位特性，讨论了原子数、光场平均光子数和腔场耗散系数对光场相位特性的影响。研究表明，当腔不存在耗散时，光场与原子相互作用使相位分布以周期为π/λ振荡；在t=nπ/λ时刻，光场和原子退纠缠，相位分布概率曲线在极坐标图中呈单叶型结构；在演化周期内，光场与原子的相互作用使相位分布概率曲线分裂为多叶型结构。当腔存在耗散时，相位分布概率的叶型结构逐渐演化为以坐标原点为中心的圆，即光场相位最终演化为随机分布；腔的耗散系数越大，光场相位趋于随机分布越快。另外，原子数的变化，并不影响相位分布的叶形结构，只是引起相位涨落周期性振荡的加剧。

在非旋波近似下，利用相干态正交化展开方法，对相干态光场与Λ型三能级原子相互作用的量子场熵进行了精确求解.利用量子熵理论讨论了耦合强度、平均光子数以及初始时刻原子处于不同的能级对量子纠缠的影响.数值计算的结果表明：当初始时刻原子处于激发态时，量子纠缠在较短的时间内就能演化到最大值，随着平均光子数的增大，纠缠演化的周期性逐渐明显；原子初始时刻处于三个能级的叠加态会使初始阶段量子纠缠显著降低；与旋波近似下的结果不同的是，随着耦合强度以及平均光子数的增加，非旋波项的贡献显著增强，使得量子纠缠演化曲线出现小锯齿状的振荡.

利用量子熵理论,研究了压缩相干态光场与Λ型三能级原子的量子纠缠随时间的演化特性.结果表明：光场与原子纠缠度依赖于初态原子能级叠加系数、光场压缩参量、相干态振幅参量及失谐量与耦合系数之比.当光场压缩参量增大时,光场与原子的最大纠缠度增大；若场失谐量与耦合系数之比增大,光场与原子纠缠则呈现周期性演化,系统呈现接近退纠缠；若场失谐量与耦合系数之比增大,光场与原子纠缠呈现周期性,场失谐量与耦合系数的比值足够大时,在一定时刻系统可处于稳定的最大纠缠态,且系统演化呈现周期性.

利用Pegg-Barnett相位理论,研究了耗散腔中两个Λ型原子与相干态光场在Raman相互作用下光场的相位特性,并讨论了光场平均光子数和腔场耗散系数对光场相位特性的影响。结果表明:当腔不存在损耗时,光场相位分布概率以π/λ作周期性振荡;且在t=nπ/λ时刻,光场和原子是退纠缠的,相位分布概率曲线在极坐标图中呈单叶型结构;但在演化周期内,由于光场与原子的相互作用相位分布概率曲线会劈裂为多叶型结构。当腔场存在损耗时,相位分布概率的叶型结构会向中心扩散最终变为一个圆,即表明在考虑腔场耗散时光场的相位最终会变为随机分布;而且腔的耗散系数越大,光场相位越快趋于随机分布。另外,随光场的平均光子数增大,光场相位分布趋于集中。光场相位涨落受到腔场耗散的影响呈现出衰减周期振荡最终达到稳定值,而且达稳定值所需时间随耗散系数的增大而缩短。

运用全量子理论, 研究了单模压缩相干态光场与Ξ型三能级原子玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)相互作用系统中光场的压缩特性。结果表明：光场在与原子BEC相互作用过程中呈现周期性压缩, BEC原子能级的初始占据率对光场的压缩特性具有重要影响, 光场压缩的振荡周期与光场圆频率有关。当初始时刻原子全部处于基态时, 光场压缩呈现规则的周期性振荡。而当初始时刻激发态上有原子占据时, 光场压缩的时间演化曲线产生明显的畸变, 且这种畸变随初始时刻激发态原子占据率的增大而增大。激发态原子占据率还对光场的最大压缩深度有一定的影响, 激发态原子占据率较大时, 光场的最大压缩深度也较大。

采用时间演化算符方法,研究Λ-型三能级原子与纠缠相干态光场共振相互作用的辐射谱。给出了辐射谱一般公式,并讨论在纠缠相干态光场驱动下的辐射频谱结构。结果表明,无论下能级简并与否纠缠相干态光场平均光子数很小时均出现拉比分裂,且强度随双模光场纠缠程度的增加而增加。当两下能级简并时,若两模场的平均光子数较小,辐射谱呈现对称多峰结构,若两模场的平均光子数较大,辐射谱呈现对称五峰结构。当两下能级非简并时,若两模场的平均光子数较小,辐射谱呈现对称多峰结构,若两模场的平均光子数较大,辐射谱呈现对称十峰结构。纠缠相干光与非纠缠相干光辐射谱的本质差别有两点：一是双模光场强量子关联导致纠缠度越强拉比峰强度越高; 二是存在纠缠时由于两模场相干性导致辐射谱呈现对称多峰结构。

采用求解Schrodinger方程和数值计算的方法,研究了处于GHZ类态的三个全同二能级纠缠原子与相干态光场相互作用的原子偶极压缩特性,分析了光场的强弱和原子初始纠缠度对光场压缩特性的影响.计算和分析表明:系统的原子偶极压缩量随时间演化关系与作用光场的强弱和原子在初始时刻的纠缠程度有强烈的关联,原子偶极压缩程度随原子纠缠程度的增加而减弱.

研究了Kerr介质中对相干态光场与V型三能级原子依赖强度耦合相互作用的量子统计性质.对Cauchy-Schwartz不等式的研究表明:失谐量不为零(Ω1=Ω2≠0)时两模间的非经典相关程度有所增强,当初始场强ξ一定而两模场光子数差q增大时,场的非经典相关程度加强; q一定而ξ增大时,场的非经典相关程度减弱,Kerr效应使两模场的非经典相关性有所减弱.对二阶相干度的研究表明,第一模总呈现反聚束效应且Kerr效应对其影响相对较小,而第二模则聚束与反聚束效应交替出现, Kerr效应对g(2)22的振荡幅度影响与q的大小有关.