در سال های اخیر پدیده های اپتیک غیرخطی کوانتومی مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. یکی از این پدیده ها دوپایداری نوری در اتم های چندترازی است، که به دلیل کاربردهای وسیعش در ساخت کلیدهای تمام نوری، حافظه ها، ترانزیستورها و مدارهای منطقی موضوع بسیاری از مطالعات اخیر بوده است. در این پژوهش ابتدا تفاوت های عمده ی اپتیک خطی و غیرخطی بیان شده و سپس رهیافت ماتریس چگالی مکانیک کوانتومی معرفی شده-است. همچنین پذیرفتاری خطی و پذیرفتاری غیرخطی مرتبه ی دوم و سوم با استفاده از ماتریس چگالی از دیدگاه کلاسیک محاسبه شده است. پس از آن دوپایداری و چندپایداری نوری در یک تداخل سنج فابری-پرو از دیدگاه کلاسیک بررسی شده است. سپس سامانه های اتمی دوترازی و سه ترازی مطالعه شده و معادلات ماتریس چگالی برای آن ها به دست آمده است. به-علاوه رفتار دوپایداری و چندپایداری نوری در یک سامانه ی اتمی سه سطحی v-شکل محبوس در یک کاواک حلقوی با استفاده از تقریب موج چرخان بررسی شده است، همچنین دوپایداری نوری در یک سامانه ی اتمی دوترازی بدون به کاربردن تقریب موج چرخان به دست آمده است. در آخر یک محیط سه سطحی ??-شکل در برهم کنش با یک حمام خلأ چلانده با حضور تداخل کوانتومی بررسی شده است و پذیرفتاری خطی و غیرخطی مرتبه ی دوم و سوم از دیدگاه کوانتومی برای آن به دست آمده است. به علاوه رفتار دوپایداری نوری سامانه از دیدگاه کوانتومی مطالعه شده است.