量子光学作为一门用量子理论来描述光的学科,有着许多与经典框架下截然不同的物理效应,对各领域的发展做出了卓越的贡献。量子计算机、量子通讯、精密测量等领域无论是从理论工作还是实验应用上都已经成为人们关注的热点。在精密测量中,研究发现如果输入的是一个经典态,那么最终测量的精度是受限于标准的量子极限的。将量子态引入精密测量中使得测量的精度可以超越标准量子极限。原子的自旋压缩态可以用来提高测量精度,在实验上获得自旋压缩态比较常见的手段是通过非破坏性测量的方法实现。然而,通过非破坏性测量的方法制备的自旋压缩态是具有条件性的,所制备的压缩态每次都是不同的。近年来,人们提出了另一种通过原子与场相互作用实现的单轴或双轴扭曲相互作用去制备自旋压缩态。另外,通过操控荧光辐射使得荧光谱线变窄对于提高高精度测量的精度和效率同样具有重要意义。通常情况下,通过改变原子所处外部环境或是利用额外的相干相互作用能够改变自发辐射的性质。在二能级原子系统作为研究对象时,通过利用腔场与修饰原子相互作用产生阈值以上激光来使得谱线变窄变高,其核心机制就是腔反馈作用到了荧光辐射动力学中。基于以上两点,论文的创新工作包括以下两个方面:一、一般来说,在共振或近共振系统中,原子持续被激发的过程中产生自发辐射退相干会破坏可能得到的自旋压缩。为了尽可能的避免退相干效应,人们考虑的系统只能处于远离共振区域。当原子与场远离共振时,原子很难被激发从而避免自发辐射的影响。尽管此时的系统的色散和吸收都很弱,但前者仍然强于后者。远离共振的条件下得到的单轴或双轴扭曲相互作用强度将是很小的,这样就意味着当相互作用强度远小于腔场的衰减速率时,通过单轴或双轴扭曲相互作用得到的自旋压缩将会被衰减破坏掉。为得到更好的自旋压缩,需要考虑增强单轴或双轴扭曲相互作用强度。我们提出利用近共振条件下的相干布居捕获系统得到长寿命基态的自旋双轴扭曲相互作用。从两个基态到同一个激发态的A结构与两个驱动场处于近共振偶极相互作用时,原子几乎全部被俘获在暗态,即两个基态的相干叠加并持续很长一段时间。借助两个真空腔场的虚激发,CPT原子能够被诱导进入基态自旋的双轴扭曲相互作用,在这样的耦合系统中我们可以分离出相应的有效哈密顿量,并且与之对应的自旋相互作用强度也比远离共振方案中至少要高出一个量级。由于原子长时间处于基态,该方案对于自发辐射是稳定的。二、利用阈值以上激光窄化谱线的方法只应用到了二能级原子上,然而目前还没有提出一个在三能级原子系统中实现的使荧光谱线同时变窄变高的方案以及实验应用。我们将三能级原子作为研究对象,并阐明了阈值以上原子与腔系统中简并串联激光在原子修饰态之间建立的相干是导致荧光窄化的核心物理机制。一个三能级原子通常有两个非简并（甚至微波和光学）电偶极允许跃迁,其中任意一个跃迁的荧光谱都可以用从修饰子能级的三重态到相邻的低能级三重态的自发跃迁来描述。作为一个显著的特征,当三个修饰态跃迁彼此间隔相等时,就会得到简并串联荧光并呈现出五峰结构。我们发现,不管是来自腔耦合或无腔耦合的跃迁的谱线,单一腔场就可以使这些的谱线变窄变高。这种效应是基于内禀的串联激光反馈,使用单个微波腔（即使是坏腔）也可以窄化光频范围内的荧光谱线。