激光器发明以来，非线性光学的研究引起人们极大的关注。众所周知，当光场与介质之间共振相互作用时，也就是入射光的频率等于介质的固有频率，即使较弱的入射光也能产生很强的非线性效应，但由于介质对入射光场较强的吸收，人们只能利用强激光与介质的非共振相互作用来获得较强的非线性效应。直到相干共振原子介质中电磁感应透明(Electromagnetically Induced Transparency-EIT)与主动拉曼增益(Active Raman Gain-ARG)现象的提出，才扭转了这种局势。EIT不仅可使主动介质中非线性极化率的共振增强，而且还可以减少介质对光的吸收，实现超慢光传播；ARG在使非线性极化率共振增强的同时，介质不仅不会对光有任何吸收，而且还会有部分增益，同时还可实现超光速传播。这些相干共振原子系统的新奇特性吸引了大家的关注。　　虽然这几年对该系统已有一些研究，主要集中在线性现象、非线性传播特性等方面，但利用该系统的特性设计一些有深刻物理意义的模型或具有潜在应用价值的体系仍在起步阶段，有关的理论问题还需要进一步的探索和完善。　　本文利用近年我们小组发展的共振非线性光学多重尺度方法和数值模拟手段，对相干原子介质中的光学特性进行了深入研究。首先研究了N-型ARG原子介质中的光学双稳态特性，然后在EIT系统中构造了parity-time(PT)模型，研究了该系统中光场的安德森局域态和孤子。主要内容有：　　1、研究了ARG原子介质在单向环形腔中的光学双稳态。该系统是一个相干共振的N-型四能级原子系统，可在室温下实现，有能级失谐量、原子数密度、泵浦场、控制场等较多的可调参数，且有无增益的透明窗口。我们完全通过解析方法定量给出实现光学双稳态的条件以及可调参数的取值范围，并进一步给出实现光学多稳态的条件，为实验上实现光学双稳态与多稳态提供了理论依据。　　2、研究了EIT系统中非线性PT模型的一些特性。该系统是一个N-型四能级原子系统，外加一束大失谐的激光场。利用辅助场与大失谐激光场提供的外势，我们在该系统中获得了探测场包络满足的非线性薛定谔方程，包含衍射项，克尔非线性项，具有随机势的PT对称周期外势项，小的损耗项。PT势通过附加的辅助场和大失谐的激光场产生，非线性系数和PT势可通过改变失谐量、场强等系统参数调节。我们不仅可以实现线性的安德森局域态和各种孤子，还可以通过调节非线性参数进一步给出局域态与孤子的关系。同时，我们通过线性稳定性分析给出孤子的稳定区间。利用该系统不仅可实现PT模型，而且还能得到各种安德森局域态和孤子，并对它们的性质做详细的探究。　　利用相干共振原子介质模拟一些重要的物理模型以及开发潜在应用价值不仅可以发展和完善弱光非线性光学理论，而且对于研制弱光非线性光学器件、推动交叉学科的发展都有重要意义。