近年来,自旋—轨道耦合的超冷原子气体引起了人们极大的兴趣。利用自旋轨道耦合的超冷原子系统可以模拟研究许多与带电粒子在电磁场中的物理行为相关的许多有趣的物理现象,如量子霍尔系统、自旋霍尔效应、拓朴绝缘体、p-wave超导体以及Majorana费米子等。本论文主要介绍基于我们87Rb玻色子和40K费米子的超冷原子系统上最近所做的一些工作：在超冷费米气体中研究了射频场对Feshbach共振的散射控制；自旋—轨道耦合对Feshbach分子的解离效应做了实验和理论研究；在简并费米气体中首先实现了二维的人造自旋—轨道耦合；在二维自旋—轨道耦合的费米气体中观测打开拓朴能隙并做了相应的研究。对Rashba型和Dresselhaus型自旋—轨道耦合以及由该两种类型等权叠加的拉曼光诱导产生的—维自旋—轨道耦合做了简单介绍；并对自旋—轨道耦合中的拉曼耦合强度做一个详细的理论描述；为了在实验中选择一个合适的参数,实验研究了拉曼光波长和外部磁场对自旋—轨道耦合的耦强度的影响。实验研究了超冷费米气体中磁场Feshbach共振的射频场调节控制。通过磁场Feshbach共振技术,扫描磁场产生弱束缚的Feshbach分子,改变的射频场频率,观测基态Feshbach分子到基态深束缚分子的能级跃迁,观测到了三个束缚态到束缚态的共振跃迁。固定射频场在某个能级跃迁的附近,测量了原子数随磁场的变化,在宽的Feshbach共振背景曲线上出现非常窄的损耗,非常窄的损耗是由射频场产生,重新得到一个存在射频场时Feshabch共振的损耗轮廓。实验表明可以采用外部射频场,可以调节Feshbach共振的散射特性,也就是调节原子之间的相互作用,该技术为操控BEC到BCS的过渡区域提供了可能；在超冷费米气体中,当存在自旋—轨道耦合时,我们在实验上在不同的磁场、不同的耦合强度等条件下观测了该效应对Feshbach分子的解离效应,并分别对动量对Feshabch分子解离的重要性、依赖于失谐的分子解离效应以及在解离过程中剩余的分子数进行了理论分析和数值计算。在超冷费米气体中我们小组首次实现二维的人造自旋—轨道耦合,在理论上对二维自旋—轨道耦合进行分析和预测,在实验中通过自旋注入的方式测量得到二维自旋—轨道耦合的能谱并且得到一个高度稳定可控的狄拉克点,并且得到狄拉克在动量空间的运动轨迹。基于已经实现的二维自旋—轨道耦合的超冷费米气体,我们理论分析并设计了如何打开狄拉克点处能隙的简单易行的实验方案,并通过调节拉曼激光的偏振来实现该方案。实验中测量得到该方案下缀饰态原子的能量—动量色散谱并对狄拉克点处的拓朴能隙进行了精确测量。