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负折射率材料及其光学特性研究是近年来光学和材料科学等交叉前沿领域的重要研究内容。其研究成果不仅推动了光学学科的发展，丰富了物理学的内容，而且对于实现新材料具有重要的现实意义。由于负折射率材料所特有的反常光学效应，使得其在超分辨成像、空间滤波、光束整形和光学存储等方面有重要应用价值，成为当今研究的热点之一。
本论文主要就量子相干诱导多能级原子系统中负折射率材料的产生及其光学特性进行了研究，取得了一些创新性研究成果。这些成果主要包括：
1.利用量子干涉和原子相干原理，分别在类人型和V型四能级原子系统中电磁诱导产生了光频波段的负折射率。研究发现负折射的频带宽度和介质的吸收完全由外加的控制场决定，通过调节场的强度和失谐量可以实现低损耗甚至于无吸收的负折射材料。通过比较两种原子系统发现V型四能级原子系统方案更容易诱导产生较宽频带的低吸收负折射率材料。
2.探讨了场的相对相位对原子介质折射率的调制作用。在环型四能级原予系统中，由于电磁交叉耦合引起了电磁感应手征性。研究发现外加光场的相对相位对手征性系数具有周期性的调制作用，由此导致了介质的折射率可以从正值变为负值或者由负值变为正值，从而实现了右手材料与左手材料的相互转变。
3.首次研究了原子系统负折射介质的克尔非线性特性。研究结果表明，由于量子相干作用，调节控制场和泵浦场可以实现无吸收的巨克尔非线性。这种左手材料即可以实现很强的聚焦或者散焦的效应又起到对于传输波的相位补偿作用和倏逝波的振幅补偿作用。