本论文是超短激光脉冲与共振介质相干相互作用的基础研究。基于超短光脉冲与共振吸收二能级体系的瞬态相干过程，本论文工作的主要内容包括：共振吸收介质中超短激光脉冲的传播特性、稠密原子体系局域场效应对超短激光脉冲与共振体系相干相互作用的影响、超短激光脉冲在共振吸收体系的光存储。　　 首先推导了耦合Maxwell-Bloch方程，它描述了超短激光脉冲与共振吸收二能级体系的相互作用过程和原理。但Maxwell-Bloch方程并无普适条件下的解释解，因此本文通过研究和比较Euler算法、Heun算法和Runge-Kutta算法的精度和结构，建立了一套能够可靠而有效的求解Maxwell-Bloch方程的数值算法——“预报-校正四阶Runge-Kutta法”。计算结果表明其具有很高的可靠性和收敛性。　　 接下来，采用所建立的数值算法，研究了超短激光脉冲在共振吸收二能级体系中的传播特性，并由此分析了描述光脉冲相干非线性传播特性的脉冲面积的演化，以及脉冲形状和传播速度的演化。结果表明，介质非均匀展宽效应的强弱和失谐对脉冲面积、形状和传播速度都有重要的影响。并讨论了体系弛豫机制的衰减特性。　　 其次，讨论了稠密原子体系中局域场效应对光与物质瞬态相干作用的影响。从密度矩阵出发，考虑近偶极-偶极相互作用对极化强度的重整，推导了含局域场修正项的Bloch方程。通过数值计算研究了稠密体系中Bloch矢量在瞬态相干过程中的演化特性，并就偶极-偶极相互作用引起体系的变化，给出了两种修正方案。进一步讨论了固体材料中嵌入稠密二能级原子体系时，基底材料引起的局域场加强系数的作用。　　 最后，在研究超短激光脉冲传播特性和共振介质特性的基础上，对基于光子回波形式的光存储进行了定量研究。通过对薄样品条件下二脉冲光子回波的计算，分析了介质非均匀展宽特性对光子回波信号的影响，并计算得到光子回波随弛豫时间呈指数形式衰减的特性。在引入介质的传播效应后，分析了介质厚度参量对光子回波的影响，发现光子回波信号最强有对应最佳的介质厚度。进一步对受激光子回波和多脉冲光子回波进行了讨论，就有效实现编码数据光脉冲的存取方式进行了研究。这些结果对研究光脉冲的相干瞬态存储和信息处理系统具有重要意义。