当原子的外层电子被激发到主量子数很高的激发态，这样的原子称作里德堡原子。激发态越高的里德堡原子，相比于普通的基态原子，具有更加显著的特征，如轨道半径大（与n2成正比）、极化率高（与n7成正比）等，易受外加电/磁场影响，因此在研究其与外场作用或原子间相互作用的时候具有很大优势。里德堡原子间存在激发阻塞效应，这为研究里德堡原子系综以及原子间的长程相互作用提供了良好条件。里德堡原子还有束缚能低（与n-2成正比）、能级间隔小（与n-3成正比）等特点，使得里德堡原子在当今及以后的原子分子物理中具有很大的研究价值。超冷里德堡原子由于原子间碰撞等原因会发生自电离现象最终形成超冷等离子体。其中处于排斥势的里德堡原子在短时间内也会产生自电离更是引起了广泛关注。对此类问题的研究对里德堡原子间相互作用的探索会起到非常大的推动作用。　　本文的主要内容包括以下几个方面：　　一，介绍了超冷里德堡原子、超冷等离子体的概念、特点以及研究进展；并对排斥势超冷里德堡原子的自电离机制和电离过程行了简单说明。　　二，分别从铯原子的能级、超冷铯里德堡原子的制备以及原子和离子的探测三个方面对本实验的实验装置进行了详细说明。　　三，分析了里德堡原子自电离机制主要的两个原因：1.黑体辐射引起的直接电离；2.原子从排斥势再分布到吸引势引起的碰撞电离。并分别对两种可能的因素进行了理论计算。　　四，通过双光子激发的方式制备了47D态超冷里德堡铯原子,并观察了里德堡原子的演化以及演化过程中超冷等离子体的形成。详细观察了47D态里德堡原子在自由演化中的自电离过程，并将实验数据与理论计算结果相比较，最终总结出：不同精细态里德堡原子演化过程不同的原因是初始原子数的不同；以及处于排斥势的里德堡原子自电离的主要因素是超辐射引起的原子态转移。　　本文的创新之处包括：　　1、对于处于排斥势的里德堡原子的自由演化中自电离阶段，从黑体辐射直接电离，和黑体辐射、自发辐射以及超辐射引起的原子重新向吸引势的分布两个方面对里德堡原子自电离做了综合性分析。计算了里德堡原子吸收黑体辐射光子的跃迁速率与电离速率。　　2、观察了不同精细态里德堡原子的演化过程、以及原子向等离子体的转化率。并利用局域势阱内的碰撞理论对实验的结果进行了定性解释。将实验结果与计算结果进行比较，得出里德堡原子自电离的主要因素。