原子光学是研究原子物质波的波动性及其操控的一门学科,在量子信息处理与高精密测量等前沿领域有着重要的作用。在原子光学中,各类激光是操控超冷原子的重要工具。近十几年,随着激光整形技术的快速发展,出现了各种非高斯型光束,如平顶光束,进一步丰富了原子的光力操控技术。由此本文开展了用平顶光束操控原子物质波的研究。首先,我们将原子物质波在外场中的折射率与光在等离子体介质中的折射率进行对比,发现两者的数学形式十分相似。然后,进一步得到原子物质波被蓝失谐光折射类似于光被折射率小于1的等离子体折射,即原子光学中的类等离子体光学机制。其次,我们将类等离子体光学机制应用到原子物质波的研究中,提出用平顶光束中的超高斯光束作为棒形原子透镜的理论方案。我们从理论上研究了远蓝失谐平顶光束对原子物质波的散射问题。研究表明由于原子物质波在光场区域的折射率小于非光场区域折射率,远蓝失谐平顶实心光束可对入射波起分束作用,远蓝失谐平顶空心光束可对入射波起聚焦作用。在合适的参数下,物质波可以聚焦到比光场的一个光波长还小的区域。这些结果不仅在冷原子的聚焦、分束方面有着潜在的应用,而且对等离子体棒透镜的研究也有一定启发。最后,我们提出用蓝失谐超高斯光和超冷原子相互作用产生的超高斯势垒模拟方势垒的理论方案。结果表明方势垒对物质波散射问题在超高斯光场的阶数大于20时能够被有效地模拟。随后我们进一步研究了物质波入射到双超高斯势垒的共振隧穿现象。结果表明通过调整势垒之间的距离可以控制共振峰的位置以及个数。该工作为在实验上验证方势垒、多方势垒的隧穿现象提供了依据。