广义相对论描述了引力相互作用,其预言的众多物理现象都已经被证实。为了将引力与其它基本相互作用力统一起来,许多理论模型相继被提出,并且作为广义相对论基本假设之一的等效原理也被这些理论模型要求出现破缺。为了验证这些新理论模型的正确性以及研究等效原理的适用范围,就需要高精度的实验对等效原理进行检验。近年来,高精度原子干涉仪的发展,使得采用量子体系来检验等效原理成为可能。这种采用微观粒子作为检验质量的等效原理检验实验,不仅理论上有较高的潜在精度,同时也为探索新物理现象打开了窗口。本论文利用Bragg原子干涉仪,操控处于不同量子态的冷原子,对等效原理进行了实验检验,主要的工作概括如下:1.研制了能够分别实现双光子受激Raman跃迁和多光子Bragg衍射的一体化复合光路系统,完成对原子的相干操控。优化了 Raman选态脉冲与Bragg脉冲,实现了 n=2阶、T=250 ms的Bragg干涉仪,条纹对比度达到了 15%,重力加速度测量灵敏度达到1.6×10-8g/（?）。2.采用处于不同超精细结构能级的原子对等效原理进行了实验检验。将87Rb原子分别制备在基态的两个超精细能态,即|1>态和|2>态,并采用Bragg原子干涉仪和基于Raman谱的探测方法进行差分重力加速度测量。分析和避免了多波干涉和原子波包重叠效应,并进行系统误差评估后,给出了等效原理检验的E（?）tv（?）s系数为η1-2=（0.9±2.7）×10-10。该结果表明,尽管检验精度比目前报道的同类型等效原理检验的最高精度提高了近5倍,等效原理仍然成立。3.进一步利用处于磁子能级相干叠加态的原子对等效原理进行了实验检验,首次在三维希尔伯特空间下研究了自旋叠加态这一量子属性对等效原理检验的影响。将87Rb原子制备在三个磁子能级的相干叠加态|s>态,并与单量子态|0>态原子进行差分重力加速度测量,给出了自旋叠加态原子的等效原理检验结果为η0-s=（-2.3±4.0）×10-9。该结果表明在相对精度为10-9的测量水平下,等效原理仍然成立,且不依赖于检验质量处于量子叠加态与否。4.利用自旋-重力耦合算符描绘了自旋叠加态原子在重力场中运动时,可能存在的等效原理破缺效应。通过分析|s>态原子干涉仪的噪声,给出了可能存在的自旋-重力耦合算符的非对角项上限为|b|≤4×10-8、|c|≤9×10-8。