本文主要研究激光制冷的理论,首先对四波混频过程和光学微腔进行了综述,然后运用密度矩阵研究了四波混频过程中的参量放大和光场与原子的相互作用力,最后研究了光学微腔制冷中的米氏散射效率。主要内容如下:(1)研究了四波混频过程中光与原子相互作用的理论,在分析四波混频参量放大的过程中得出了更为简单的速率方程。同时,分析了四波混频过程中光场与原子的相互作用,推导出了光场与原子的辐射力表达式。(2)对推导得出的新的表达式做了分析,通过MATLAB仿真分析,得出了在强泵浦光和弱泵浦光作用下,探测波的吸收和色散曲线。还得到了混频光随探测波失谐量的变化关系,解释了曲线变化的原因。同时,分析了光场与原子相互作用力随探测波失谐量、拉比频率的变化关系,发现,失谐频率越大,光场和原子的作用力越大,当泵浦光不失谐时,拉比频率为0.1时,作用力取得最大值。(3)分析了光学微腔散射效率,对不同材料的球形微粒的散射效率对进行了比分析,过程中借助了MATLAB软件。通过分析极值点,发现了共振模式不能和散射效率曲线极值点一一匹配的现象,有两个原因:一是有些共振模式在对应的尺寸参量值处变化跨度很大,没有对应的极值点;二是有些共振模式对应的极值点的尺寸参量值很接近,导致它们对应于同一个峰。