应用磁光冷却和俘获技术将一个或多个原子确定性地长时间控制并囚禁于光学腔中来研究原子与光场的相互作用,一直是腔量子电动力学(QED)研究的主要方向和难题之一。这是由于相对于自由空间,光学腔与原子相互作用的量子效应能通过原子与腔的不同耦合强度影响原子的自发辐射率。当研究对象为单原子时,人们更关心强耦合区的单原子与场的相互作用,通常腔的精细度达几万甚至几十万,单原子与单模腔场相互作用不仅可以用于演示基本的量子现象,也可以实现量子非破坏性的精密测量,还可以通过操控腔内单原子产生可控单光子来开展量子信息的存储、传递、读取等相关研究。两个或更多数目的原子同时与光学腔内模式相互作用可用于量子网络技术、量子信息、量子模拟等方面的研究,但多原子与腔的耦合强度会因腔模体积的增加而很难保留在强耦合区。本文主要内容围绕强耦合光学微腔内单原子长时间俘获、探测成像系统的搭建,及一套用于腔内多原子操控的腔QED系统的设计展开。我主要完成和参与的工作包括：(1)光学微腔内单原子俘获系统与探测成像系统的搭建。为了打破光学微腔正上方约6mm处原子团自由下落穿过腔模的平均时间仅110μs的限制,我们沿腔轴方向搭建了魔术波长933.9nm的光偶极俘获光,同时搭建了1064nm波长的远失谐光学阱及894nm波长的成像系统,用于将铯原子团由腔正上方的磁光阱中转移到光学腔内,以增加腔内偶极阱俘获到单原子的概率并延长其囚禁单原子的时间。(2)设计了一套临界强耦合的腔QED系统,包括真空室,腔支撑架,腔内磁光阱光路部分的安排,单原子俘获和探测成像系统、多原子俘获系统。该原子与光学腔系统的典型参数为：(g0,κ,γ)≈2π×(1.48,0.375,2.61)MHz,精细度约57000,腔长约3.5mm。该系统允许在腔内构建磁光阱,可以在腔内直接俘获一团铯原子；合理的光学偶极阱和成像系统能实现单原子的俘获及成像；腔内光学晶格的构建可以实现多原子的俘获。该系统的实现有望帮助我们克服原子转移过程中的诸多困难并实现量子态的制备和操控。