در چندین سال گذشته نیروی فشار تابشی و اثرات آن بر اجسام مکانیکی بسیار مورد توجه واقع شده است. برای تحلیل و بررسی بر هم کنش فشار تابشی با اجسام مکانیکی می توان از یک کاواک فابری-پرو ساده که یکی از آینه هایش متحرک است استفاده کرد. در این سامانه حرکت آینه ی انتهایی کاواک بر بسامد تشدید کاواک تأثیر می گذارد و باعث پیدایش جمله ی بر هم کنش در هامیلتونی سامانه می شود. در این پایان نامه نخست به بررسی سامانه های اپتودینامیکی اسپینی می پردازیم، این سامانه ها از یک کاواک فابری-پرو ساده که آنسامبلی از اسپین ها درون آن قرار دارند و با یک میدان لیزری متناوب تغذیه می شود تشکیل شده اند. با اعمال یک میدان مغناطیسی خارجی و بررسی بر هم کنش اسپین ها با این میدان ها، مشاهده می شود که تحول این اسپین جمعی، مانند تحول آینه ی متحرک در کاواک های اپتومکانیک است. در ادامه هامیلتونی ساده ترین نوع سامانه های اپتومکانیکی را مورد بررسی قرار می دهیم. با بردن سامانه با یک دستگاه مختصات چرخان، استفاده از تقریب بورن-اپنهایمر، نشان می دهیم که سامانه های اپتومکانیکی به طور ذاتی از خود غیر خطیت کر که منشأ آن فشار تابشی وارد بر آینه است، نشان می دهند. این بر هم کنش باعث بروز تغییراتی در طیف نوفه ی میدان و همچنین بروز چلاندگی در طیف شدت خروجی کاواک می شود. مشاهده می شود که حضور یک محیط غیر خطی کر در این سامانه ها، تحول آینه را تغییر می دهد و مانع بروز پدیده ی شکافتگی مدهای بهنجار به دلیل بلوکه شدن فوتون ها می شود. با قرار دادن یک اتم در این سامانه ها (سامانه های آمیخته) و با فرض این که اتم در کاواک کاملأ ثابت است، هامیلتونی به دو روش قابل حل است. روش تشدید بسامدی و تشدید پارامتری. در این سامانه ها اگر حرکت مرکز جرم اتم را در نظر بگیریم، نتایج نشان می دهند که بسته به این که اتم در چه مکانی باشد، پدیده های متفاوتی مانند بر هم کنش غیر خطی اتم-میدان و پیدایش بر هم کنش غیر خطی کر مشاهده می شوند. علاوه بر این ها با قرار دادن یک آنسامبل اتمی درون کاواک، می توان در هم تنیدگی بین اتم-آینه که از مهم ترین نوع در هم تنیدگی ها در این سامانه ها است را بررسی کرد. یکی از مهم ترین کاربردهای این سامانه ها آشکارسازی نیروهای ضعیف است. نشان می دهیم که با اعمال حلقه ی پس خور و یک اندازه گیری غیر پایا، می توان حساسیت این سامانه ها را برای آشکار سازی نیروهای ضعیف، تا حد زیادی افزایش داد.

آهنگ گذار و جا به جایی تراز های اتمی، یک خاصیت کنترل پذیر از خواص یک اتم برانگیخته می باشند که در واقع این اثر به دلیل برهم کنش اتم و میدان خلا اتفاق می افتد. در حضور سطوح مرزی، حالت پایه میدان الکترومغناطیسی تغییر کرده و در نتیجه ساختار و نوسانات میدان خلأ عوض می شود. بنابراین انتظار داریم تمام پدیده هایی که بر اثر برهم کنش با خلأ کوانتومی اتفاق می افتند، در حضور سطوح مرزی متفاوت رفتار کنند. از این رو پیرامون اثرات سطوح مرزی روی خواص تابشی اتم برانگیخته، هنگامی که اتم در فاصله ی بسیار نزدیک نسبت به سطح قرار می گیرد، بحث می کنیم. آهنگ واپاشی یک اتم برانگیخته در تقریب دو قطبی توسط قاعده طلایی فرمی توصیف می شود که با استفاده از قضیه اتلاف افت و خیز و فرمول کوبو به قسمت موهومی تابع گرین پتانسیل برداری مرتبط می شود. فرآیند برهم کنش امواج الکترومغناطیسی و سطوح مادی را می توان توسط پدیده تشکیل پلاسمون های سطحی توصیف نمود. پلاسمون های سطحی به امواج الکترومغناطیسی سطحی گفته می شود که در اثر جفت شدن نور فرودی با نوسان های روی سطح به وجود می آیند. این امواج الکترومغناطیسی ناپایدار، در فصل مشترک فلز و دی الکتریک منتشر می شوند. در این پایان نامه رفتار آهنگ وا پاشی و جا به جایی تراز های اتمی یک اتم برانگیخته را که در نزدیکی یک فلز حقیقی قرار دارد، بررسی می کنیم نتایج نشان می دهند که در اثر حضور پلاسمون های سطحی و جفت شدگی میدان دوقطبی با آن ها، هنگامیکه دو قطبی در فاصله ی بسیار کوچک تر از طول موج از فلز قرار بگیرد، آهنگ واپاشی و جا به جایی تراز های اتمی یک اتم برانگیخته، به سمت مقادیر بالا میل می کنند. میدان نزدیک بر خلاف میدان دور توانایی انتقال انرژی را ندارد. در عوض، می تواند مولکول های نزدیک به کاوشگر ی میکروسکوپ میدان نزدیک را برانگیخته کند. مولکول ها در ناحیه ی نزدیک، با اندازه فضایی کمتر از طول موج تابشی، تابش الکترومغناطیسی بیشتری را در مقایسه با نقطه ی مقابل در ناحیه ی دور جذب می-کنند. از طرف دیگر، هرچه میزان جذب بیشتر باشد، نور فلوئورسان گسیلی از مولکول های برانگیخته قوی تر خواهد بود. در واقع می توان با توجه به آهنگ برانگیختگی بالا، تفکیک پذیری زیاد میکروسکوپ روبشی میدان نزدیک را نتیجه گرفت.