现如今,关于原子与光子之间相互作用的研究已被推至超强耦合的范围。在此范围内,原子与光子之间的耦合强度十分之强,这将导致旋转波近似不再成立,而且反旋转波相互作用也将不可被忽略并会引发新的现象。本文研究在超强耦合区域由反旋转波相互作用所引起的现象,主要研究成果有:1、我们设计了一个能够在保证腔的本征频率和原子频率不变的前提下实现人工原子与超导谐振腔之间耦合可调的线路量子电动力学系统。通过含时的控制外部磁通,我们展示了将相互作用强度从极弱耦合区域向超强耦合区域调节的可能。利用量子微扰理论,我们给出了耦合强度关于外部磁通的关系式。我们还发现该系统对于几种主要噪声源极度不敏感,这表明了其在量子模拟与量子计算领域应用的可靠性。尤其值得指出的是,当穿过两个超导量子干涉器件的磁通量在Φ0/2附近时,我们所设计的量子比特不论是在可调耦合方面还是在相干性方面都有很好的表现。2、我们将单个二能级原子与一维耦合腔阵列耦合组成超腔系统,通过调节其与外界的耦合强度,将整个体系从超腔量子电动力学系统到波导量子电动力学系统关联起来,研究了在考虑反旋转波相互作用的情况下的单光子散射问题。基于散射区域内超腔系统的束缚态,我们采用定态散射理论,发现即便是在弱耦合区域,反旋转波相互作用也能明显的改变散射谱中的透射谷。尤其是在从超腔量子电动力学系统向波导量子电动力学系统转变的过程中,我们可以直接观测到由反旋转波相互作用导致的非弹性散射过程和Fano型共振现象。3、我们通过bang-bang（开关）控制反旋转波相互作用的方式增强了从真空态中产生光子的效应。通过“剪枝贪婪算法”搜索最优控制序列,我们发现在给定时间内所获取的最大光子数将比单纯的对反旋转波相互作用进行自由时间演化所获的光子数大数个量级。