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与超冷原子一样，超冷分子在精密测量、量子信息处理等方面有重要应用。如何得到超冷分子是人们首先要解决的问题，利用超冷原子来制备超冷分子是一种非常有效的方法，这使得超冷原子-分子耦合系统成为人们的研究对象。一般情况下，系统由大量微观粒子组成，应用量子光学和量子统计理论能够揭示系统所满足的宏观统计规律，并提供相应的微观解释。论文沿着这一思路，详细研究如何利用超冷原子来制备超冷分子，分析超冷原子.分子耦合系统的类光学特性。
首先，论文研究了费米原子-分子耦合系统。该系统中自旋相反的费米原子通过Feshbach共振方法形成基态分子。论文分析了背景粒子s-波散射对系统工作的影响，通过忽略各费米原了参与分子形成过程的概率差异，对多粒子系统进行简化，结合数值模拟，发现背景s-波散射在系统以分子形式存在为主的演化阶段有明显影响，其中排斥势散射有利于分子的形成。分子场在系统演化过程中会出现sub-Poisson统计分布。
其次，论文对玻色原子.分子系统进行了分析，讨论了分子转化率随时间的变化关系，同时，为了更好的分析系统的纠缠特性，我们计算了系统的熵。在此基础上，我们研究了原子相干效应对超冷两态原.了经光缔合形成分子的影响，发现光缔合形成的分子数随时向作近周期减幅振荡。其中原子相干效应对光缔合过程的暂态阶段影响强烈，而分子场始终保持sub-Poisson统计分布。
最后，论文讨论了基于受激拉曼绝热通道(ST:IRAP)的原子.分子耦合系统的相干布居俘获。我们先对玻色原子-分子耦合系统的∧型三能级模型进行研究，超冷原子在泵浦脉冲和斯托克斯脉冲作用下形成分子，计算了系统内各个态上的分子数分布，并利用平均场理论分析了分子在低能态上的相干布居俘获，以及绝热参数随脉冲变化情况。接着将上述研究推广到原子-分子耦合系统的双∧型五能级模型，讨论分子在各能级状态上的分布。给出以粒子数态表示的相干俘获态，分析一般态与俘获态的交叠。我们发现利用STIRAP技术，双人型五能级原子.分子模型能够将两种分子相干俘获到相应的基态，通过改变作用脉冲，可以改变这两种分子的数量。