光纤在科学领域、通信领域以及医疗领域都有广泛的应用。在标准光纤中,光在纤芯内部传播,并被包层与外界环境隔离,从而实现长距离下的低损耗和低干扰传输。相比之下,纳米光纤的直径要小于光波长,激光模式会受到强烈的径向束缚,同时在光纤周围形成显著的消逝光场。这些特性使得纳米光纤成为一种独特的工具,可以有效地控制光与表面附近原子在长的距离上的强耦合。纳米光纤被广泛应用于光学传感、光频测量、脉冲压缩以及各类光谱学等领域,同时可以以非常低的损耗很容易地连接到现有的光纤网络中,这使得人们可以设想建立一个完全基于光纤的量子网络。另外,纳米光纤改变了传统的大功率非线性光学条件,可以实现低功率场下的强非线性效应。本文介绍了基于纳米光纤系统的实验研究,该系统的核心部分是悬浮在铯蒸汽中的纳米光纤,沿光纤传播的消逝激光模式的压缩使光场与周围原子之间的非线性相互作用显著增强,使得在低功率条件下观察多种非线性光学效应成为可能。本文利用新型的纳米光纤-铯蒸汽系统实现了超低功率下的非线性效应。基于纳米光纤高功率密度、长相互作用的特点,我们利用微瓦量级的控制光场实现了铯原子的阶梯型电磁诱导透明(EIT)现象。同时利用纳米光纤系统测量了7P→6S跃迁时的蓝色荧光信号,为我们之后研究超低功率下的四波混频现象提供了新方向。本文的主要研究内容如下:1.本文利用火焰刷技术获得了高均匀性和低表面粗糙度的高质量光学纳米光纤,拉制了直径分别为500nm和400nm的纳米光纤,分别用于电磁诱导透明实验和蓝色荧光测量实验。拉制成功之后的光纤透过率皆可达到98%左右,满足实验的要求。2.搭建了实验所需要的纳米光纤-铯蒸汽真空装置。拉制完成的锥形纳米光纤放置在具有独特加热结构的光纤支架上,以防止铯原子积聚到光纤表面而导致光纤透过率降低。3.搭建实验光路。第三章介绍了超低功率下EIT现象的产生。852 nm的探测激光和794nm的控制激光反向进入到纳米光纤中,将控制激光锁定在铯原子6P→8S跃迁上,探测激光在6S→6P跃迁之间扫描,实现了具有多普勒背景的EIT。第四章的蓝色荧光测量实验是在EIT实验研究基础上进行的,为方便测量,将探测激光和控制激光同向输入到光纤中,通过锁定探测激光而扫描控制激光可以获得7P→6S跃迁时产生的蓝光,并利用单光子计数器对耦合进入光纤的蓝光光子进行统计。4.利用密度矩阵方程,对纳米光纤系统中阶梯型EIT现象进行数值模拟。研究了控制光强度对EIT透明窗口的影响,并对实验结果进行了理论拟合。同时还研究了探测光和控制光对蓝色荧光信号的影响。