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腔量子电动力学是研究量子系统动力学过程的重要手段,它提供了一个在实验室环境下观察微观客体量子行为的平台。本论文以激光冷却与囚禁铷原子为基础,结合光学谐振腔,研究了冷原子与光腔耦合体系中的量子干涉效应。论文工作的主要内容包括: 一、设计实现了基于冷原子与光学谐振腔耦合的实验系统。其中磁光阱捕获的85Rb冷原子数目约为2×106个,空腔精细度为300。 二、提出利用拉曼泵浦-探测技术得到的原子吸收谱线来获取冷原子温度的方法,并将该方法应用于85Rb原子磁光阱中冷原子团温度测量。实验中,原子在囚禁光和探测光的共同作用下发生受激拉曼跃迁,产生亚自然线宽的类色散峰,通过对该峰的线宽进行拟合估算出85Rb冷原子团的温度为230μK。相对于飞行时间测温法,该方案提供了一种简捷的冷原子温度测量的方法。 三、在光腔与原子耦合体系中,通过将激光冷却的85Rb原子团囚禁在光学腔的中心,从实验上观测到原子与腔强耦合造成的真空Rabi分裂。通过自由空间耦合的控制光诱导体系的量子相消干涉,进而在三能级原子与单模腔场的相干耦合体系中,实验观测到非对称的Fano线型。观测结果可以根据腔内暗态和腔量子电动力学系统的一个极化子态之间的量子干涉来解释。该实验结果的可能应用包括全光开关,光学传感以及窄带滤光器等。