通常情况下,当光场与光学介质远离共振时,光学非线性效应非常微弱;当它们近共振时,虽然能够得到较强的非线性效应,却伴随着介质对光场的强烈吸收。由于上述原因,人们认为在无严重吸收情况下来实现较强光学非线性效应是非常困难的。电磁诱导透明（EIT）效应的研究解决了上述困难,实现了在相干介质中弱光条件下的非线性效应。利用耦合场诱导的量子相干,极大地减小了介质对探测光的吸收。同时,在EIT条件下探测光在介质中的传播出现了奇特性质,如探测光群速度减慢,色散特性的重大改变。这为介质的光学非线性效应调控提供了新的方法。光的超慢传播、光学双稳态和多稳态都是基于同样原理。现在,冷原子介质中光学非线性现象引起了物理学家们的广泛兴趣,这类现象不仅有助于理解和掌握非线性光学新特性,而且对光信息的存储、传播和提取,对全光计算机、光学开关器件、光通讯、高效路由器、高精度非线性光谱学的研究与应用都有重要意义。本论文研究了不同能级结构的冷原子介质中光学非线性现象。主要内容如下:（1）研究了级联型四能级原子与三个光场相互作用系统中的EIT现象。结果表明在该系统中,如果控制场较弱时,色散与吸收曲线出现烧孔效应;当控制场增大时,烧孔逐渐扩大,演变为两个电磁诱导透明窗口,透明窗口的位置和宽度可通过调节控制光场强度和失谐来控制,在非零失谐时,吸收和色散曲线是不对称的。最后,我们用缀饰态理论分析了烧孔位置和透明窗口位置。（2）提出了一个不需控制场来完成探测光极慢传播的新方案。一束脉冲光在两能级原子介质中传播,原子介质的上能级在稳恒电场或稳恒磁场的作用下分裂成一对超精细结构,脉冲光同时与两条跃迁路径耦合,研究发现,取适当参数,能实现光的极慢传传播。同时我们还对该方案与Λ?型EIT实现的超慢光方案进行了详细对比。（3）提出了一个在V ?型三能级原子系统中利用单向环形腔实现光学双稳态行为的方案。三能级原子的两个上能态是一对超精细双线结构,可以利用能级在磁场中的塞曼分裂来实现,因而这两个能级是近简并的,并且它们之间是跃迁禁戒的。单模光场同时与两条能级跃迁路径耦合。利用概率幅方法,研究表明,这两条上能级向共同基态衰变的相干效应会使原子对介质的吸收减小,使腔内光场更容易达到饱合,双稳态阈值减小。同时也讨论了合作参数、能级宽度、失谐对光学双稳态的影响。同时,研究了在一单向环形腔内的级联型四能级原子被三个光场驱动的光学双稳态和多稳态行为。三个单模光场同时与三个光子跃迁路径耦合。利用密度矩阵方法,研究表明,中间两能级间所加的耦合场变得非常重要,这会使光学双稳态的阈值的减小,也会导致光学多稳态的产生。上面两能级间所加耦合场的作用我们也进行了讨论;同时,我们还讨论了探测场失谐和合作参数对光学双稳态及多稳态的影响。