利用激光冷却的技术,原子可以维持在接近于绝对零度的状态,这样的原子称之为冷原子。而光晶格是由相向传播的激光束干涉而成,包含成千上万个周期性势阱。电中性的冷原子陷在势阱底部,便形成了光晶格中的冷原子。在这样的系统中,引入人工规范场,来模拟处在规范场中的电子,继而产生了丰富的量子相变。因此,我们以人工规范场中的冷原子为研究对象,讨论了它的安德森局域化性质和拓扑性质。我们首先在第一章中介绍了光晶格的构成和特性,然后介绍了人工规范场的概念和发展,接着概述了安德森相变和拓扑相变的发展历程,最后阐明了本文的结构框架。第二章主要讨论冷原子的安德森相变。我们的工作第一次提出了非阿贝尔自对偶性的概念,并建立了规范对称与安德森相变的联系。我们通过在冷原子体系中构造非阿贝尔规范场,建立了非阿贝尔的Aubry-Andre-Harper模型。该模型分为自对偶构型和广义的自对偶构型两种情况。对于前者,我们给出了由非阿贝尔规范场驱动的冷原子局域化相图,发现了同时具有金属态和绝缘态的共存相。其二是广义的自对偶构型,我们发现冷原子的安德森相变仍满足自对偶转换机制。在第三章中我们首先概述了拓扑光晶格以及冷原子中量子自旋霍尔效应的进展,并介绍了光学手性梯子模型和双色光学势。然后我们讨论了自旋-轨道耦合及塞曼劈裂与手性梯子之间的映射关系。通过这种映射,我们在梯子上施加双色势建立了双色手性梯子。最后我们揭示了双色手性梯子中存在量子自旋霍尔效应,并进一步给出了其拓扑相图。因此,我们的方案为实现冷原子中的量子自旋霍尔效应提供了一种可行的方法。第四章我们对人工规范场中的冷原子进行了总结,并做出了展望。