在过去的二十年里,人们为了提高非线性转换,把研究目光转移到与光场发生相互作用的原子介质上,通过光与原子协同作用来制备原子系统的量子相干实现增强非线性效应。光与原子协同作用的方式有很多,比如通过电磁感应透明过程制备的原子相干实现了效率较高的频率转换。同样,通过拉曼过程制备原子自旋波也实现了原子的量子相干,原子自旋波因为其在量子信息过程中应用的潜力吸引了很多的研究目光。近来采用原子自旋波作为“种子波”参与拉曼散射过程的方案,实现了有效增强拉曼频率转换。并且还在实验上实现了相干反馈的情形下实现高效率的拉曼转换,而且泵浦光为脉冲和连续两种模式下均实现了斯托克斯光场高达50%的转换效率和反斯托克斯光场30%的转换效率。同时围绕拉曼过程具备高转换的特点,在量子精密测量方面也有着应用。我们所进行的研究内容和结果如下：1：在较低光强情形下通过相干反馈拉曼过程可以实现有效的拉曼频率转换,我们建立和推导了一种理论模型去描述这个增强拉曼过程-相干反馈关联增强拉曼散射（cascade-CERS）。这个拉曼散射过程通过注入原子自旋波以及斯托克斯光作为“种子”光场,并且原子自旋波以及斯托克斯光相关联。此过程能够不断被重复而使得拉曼转换持续增强直至饱和。因为简单地可操作性,这样的一个增强拉曼散射过程将会在量子信息、非线性光学和光学计量等方面有着更深入的应用研究。2：光与原子自旋波间的量子关联可以被用来组成SU（1,1）混合型干涉仪。在这种新型的SU（1,1）型光学干涉仪中,干涉仪的一支臂将被原子自旋波所代替。在干涉仪中,相位敏感的探测不仅包括光场,也包括原子自旋波。对于相干压缩态作为相位敏感场输入时,在合适的条件下相位灵敏度可以达到海森堡量子极限。我们也研究了斯托克斯光场传播损耗和原子自旋波的失相对相位灵敏度的影响。这种这种光-原子关联SU（1,1）混合型干涉仪提供了一种精密测量的不同方法,成为一种非线性干涉仪有效的补充。