搭建了可以连续控制基频光、倍频光偏振夹角的实验平台, 并实现了一系列锗硅玻璃样品的全光极化。极化效果和极化方向由内建电场的大小和方向所决定, 研究了两者与极化光束偏振态以及强度之间的关系。所获得的实验结果基本与经典模型及其推论相一致, 但同时也发现了两者在定量方面的差异, 包括局部变化趋势、角度大小等, 这进一步说明了全光极化过程的复杂性。实验发现, 当基频光与倍频光平行偏振时, 极化过程效果最优; 同时, 极化过程对极化光束的强度也非常敏感。

基于线偏振光在充有被极化的铷原子的气室内传播时，在磁场的作用下会发生法拉第旋转这一现象，实现了一种基于法拉第旋转检测的铷原子矢量磁力仪。分析了它的工作原理，并测试了它对不同磁场的响应。测试结果表明，磁力仪灵敏度为1 pT/ Hz ，测量范围为±60 nT ，响应带宽为48 Hz。进一步研究了调制磁场和工作温度对铷原子磁力仪性能的影响，并提出了一些提高性能的方法。

利用旋涂法制备了两种PMMA-偶氮化合物主客体掺杂型薄膜, 并对其进行全光极化, 采用紫外-可见吸收谱和二次谐波产生的方法研究了薄膜的二阶非线性光学特性。实验结果表明,4′-Nitro-4-dimethylaminoazobenzene的二阶非线性光学系数d33＝6.89×10-1 pm/V, 4′-Iodo-4-dimethylaminoazobenzene的d33＝7.77×10-2 pm/V; 这两种薄膜在全光极化过程中二次谐波产生(SHG)强度随膜厚的变化规律以及极化饱和后的弛豫情况不相同。这些现象可从理论上解释为偶氮化合物的取代基不同而导致偶氮分子的偶极性和偶氮分子与基质间相互作用不同所产生的影响。

利用旋涂法制备出4种主客体掺杂型有机薄膜, 并对其进行厚度、折射率、紫外-可见吸收谱以及全光极化后二次谐波的测量。实验结果发现,对于厚度相同的薄膜, 全光极化后的二次谐波产生(SHG)值与偶氮苯分子的偶极性强弱有关, 偶极性越强SHG值越大。计算结果表明,在这4种薄膜中, 二阶非线性光学系数d33最大为4.97×10-1 pm/V, 其偶氮分子结构特征是连接在苯环上的硝基(-NO2)的吸电子能力最强, 而d33最小为2.55×10-2 pm/V, 与最大的相差一个数量级。这些结果在理论上可以解释为：主要是由于不同分子结构的材料其偶极性强弱不同而使它们受光激发的难易程度不同, 最终导致宏观表现出来的SHG值不同。这将为分子材料的设计提供实验依据。

在一维紧束缚微带和接触库仑相互作用近似下, 利用扩展半导体布洛赫(Bloch)方程研究飞秒激光脉冲激励的太赫兹场驱动的半导体超晶格的光吸收谱及带间极化相干波包的时间演变。在直流偏置条件下, 超晶格的光吸收谱由无外加电场时的连续带状吸收变化成一系列等能量间隔的吸收峰, 能量间隔与外加的直流偏置电场成正比, 这些吸收峰称为万纳-斯塔克梯(Wannier-Stark ladder), 对应布洛赫电子和空穴在实际空间和动量空间中的周期性振荡运动, 即布洛赫振荡; 而在仅有太赫兹电场驱动的情况下, 无外加电场时的光吸收沿发生移动, 同时连续带状光吸收谱分列成一系列的等间隔吸收峰, 称为动态斯塔克梯(Dynamical Stark ladder), 能量间隔等于外加太赫兹交变电场的频率, 与外加太赫兹电场的幅值大小无关; 当直流偏置电场与太赫兹电场同时存在时, 超晶格的光吸收沿不再发生移动, 连续带状光吸收谱变为更复杂的结构, 这种复杂的结构可以通过万纳-斯塔克梯与交流斯塔克梯的组合来识别和解释。在直流电场和太赫兹交变电场同时作用时, 直流场的大小与交流电场的频率之比和交流电场的大小与交流电场的频率之比是起决定性作用的两个量。如果直流场的大小与交流电场的频率之比是整数, 一个布洛赫频率内就有该整数个谐波产生, 如果直流场的大小与交流电场的频率之比是分数, 将引起动态分数斯塔克梯(Dynamical fractional Stark ladder)的形成。而交流电场的大小与交流电场频率之比决定极化波包的空间扩展程度。

寻找一种具有快的二次谐波产生(SHG)的偶氮掺杂聚合物和合适的极化条件是目前多数研究的重点。用全光极化的方法研究了主客体掺杂偶氮染料旋涂膜二次谐波产生的特性。实验结果表明:对硝基苯偶氮甲苯二酚(NBMR)掺杂到聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚醋酸乙烯酯(PA)两种不同的聚合物旋涂膜中,相同的膜厚全光极化时二次谐波信号达到饱和所需的极化时间不同,主体是聚甲基丙烯酸甲酯的比聚醋酸乙烯酯的约快15 min。对于同一样品,极化条件光强比为9比为30要好。对于同一主体(聚甲基丙烯酸甲酯)不同客体不同膜厚的旋涂膜,二者的二次谐波信号随极化时间的变化规律基本相同:随着极化时间的增加信号增大,而增大到一定程度样品的二次谐波信号达到饱和,信号不再增加,随着极化时间的进一步增加信号反而有所减弱,最后趋于稳定的状态。

制备了以分散橙25为客体的掺杂型有机聚合物PMMA薄膜样品,对之进行了全光极化研究,极化使薄膜产生诱导二阶非线性光学效应,种子光的强度越大,其二阶非线性极化率达到的饱和值越大;种子光的位相差、相对强度比、光场强度等因素影响薄膜的二阶非线性的优劣.

对光极化后偶氮染料聚合物薄膜中染料分子的取向方式进行了研究,指出当写入光(基频与其倍频光)为线偏振且偏振方向互相平行时,极化薄膜中多数染料分子沿垂直写入光偏振的方向作轴向排列,而少数分子沿平行于写入光偏振的方向作极性排列,但只有后者对薄膜的宏观二阶非线性有贡献.实验证实了上述模型.