综合考虑铷原子两种同位素频移、压力展宽和D1、D2线的超精细分裂作用，建立了一个物理模型，结合实验参量，计算分析了铷原子D1、D2线的超精细光谱结构，得到与实验基本一致的模拟结果。定量分析了铷蒸气池中所充缓冲气体压强、组分和蒸气池温度对铷原子D1、D2线的光学碰撞截面的影响，计算比较了不同气压时铷原子D1、D2线的线型与线宽信息，得到了一组优化参数组合，为深入理解碱金属原子D1、D2线的展宽机制及其与半导体激光的线型匹配提供了理论依据。

提出了将简并四波混频激光光谱分析技术用于物质超精细结构检测，使用量子光学理论计算的新方法测量同位素含量。即由实验现象确定出自激振荡频率后， 在三阶极化率的基础上，通过量子光学梯形三能级系统的计算，得到了简并四波混频双光子共振吸收下，三阶极化率与原子数密度的关系。

建立了用于测量钠原子光谱的无多普勒饱和荧光光谱测量系统。在该系统中使用了线宽约100 kHz的窄线宽染料激光器和光电二极管探测器。钠泡温度控制在65 ℃。两束相向传播的激光束在钠泡中重叠共同激发荧光。光电二极管被放置在钠泡的侧面接收、探测激发的荧光。LabVIEW软件控制的数据采集卡采集光电二极管的信号。通过扫描染料激光器的激光频率,可以观测到钠原子的无多普勒特征D2a,交叉共振以及D2b。当激光频率扫描的步长约为2 MHz时,在实验中观测到了D2a中的三条谱线。

532 nm激光的碘吸收谱线的频率被国际计量委员会(CIPM)推荐用于频率计量标准,激光频率标准对长度和时间的计量是很重要的。碘分子在532 nm附近有丰富的强吸收谱线,可以作为频率稳定的绝对参考谱线。使用532 nm单块固体激光器,在375 kHz新的调制频率下,利用调制转移技术,将激光频率调谐到127I2的R(56)32-0跃迁的吸收谱线,并观察到该吸收谱线相应的15条超精细结构分量。通过展宽的调制谱线可以看出375 kHz的调制频率得到比312 kHz调制频率更高的鉴频敏感度,并在实验上成功地将激光频率稳定在碘的超精细吸收谱线的a10分量上长达10 h,估计稳定度在10-13量级。准确的频率稳定性正在两台激光器上用拍频的方法进行测量。