利用宽带飞秒振荡器作为激发光源搭建了双光子荧光显微成像系统, 在飞秒脉冲的宽带激发下, 测量了罗丹明B溶液的双光子荧光光谱, 开展了罗丹明B固体样品的双光子荧光显微成像研究。在双光子荧光显微成像研究中, 通过调节激发脉冲的功率, 分析了双光子荧光强度和激发脉冲功率之间的关系, 并且利用半波片改变线偏振激发光场的偏振方向, 研究了双光子荧光强度随激发脉冲偏振方向的变化趋势, 实现了双光子荧光强度的类正弦调制。

利用单个飞秒振荡器为激发光源搭建了光谱聚焦相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）显微成像系统，使用二向色镜获得了泵浦光与斯托克斯光，开展了聚苯乙烯样品低指纹区的光谱聚焦CARS二维与三维显微成像研究。在光谱聚焦CARS二维成像研究中，通过改变泵浦-斯托克斯的延迟时间，获得了随延迟时间变化的光谱聚焦CARS信号强度谱，通过与聚苯乙烯拉曼光谱的对比，分析了在改变泵浦-斯托克斯的延迟时间过程中被激发的拉曼振动的切换情况。同时，在固定的拉曼振动模式，通过对聚苯乙烯样品进行断层扫描，实现了对聚苯乙烯样品的三维CARS成像。

利用中心波长为800 nm、脉冲宽度为35 fs的飞秒激光脉冲开展了以蓝宝石晶体为介质的超连续白光光谱特性研究，通过对比不同入射脉冲能量下焦距为40 mm的球面透镜产生的白光光谱发现：随着入射脉冲能量的增强，白光光谱向蓝边方向展宽，当能量增加到210 nJ时，光谱范围不再变化。对比焦距为40 mm的球面透镜和消色差透镜产生的白光光谱发现：消色差透镜产生的光谱的整体强度小于球面透镜，且光谱有一定蓝移，蓝移波长可达450 nm。采用Zemax软件对两种透镜产生的焦斑进行仿真，比较了两种透镜产生的焦斑的大小和能量，并分析了蓝移现象产生的原因。同时，本研究对比了焦距为40 mm和100 mm球面透镜、消色差透镜产生的白光光谱的范围和稳定性，结果表明，焦距为40 mm的透镜产生的白光光谱的稳定性较好，光谱范围较宽，约为450～700 nm。罗丹明B的瞬态吸收实验结果表明，使用焦距为40 mm的消色差透镜时，罗丹明B的瞬态吸收信号最为明显，信噪比最高。本实验表明，针对不同的样品特性，可以通过选择不同的透镜来优化瞬态吸收实验结果。

利用单个飞秒激光振荡器作为激发源，搭建了光谱聚焦相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）显微成像系统，采用SF10材质的玻璃棒对飞秒脉冲引入啁啾，以提高光谱分辨率，实现单一拉曼位移探测。实验以三聚氰胺为样品，开展了光谱聚焦CARS显微成像研究。同时，在光谱聚焦CARS显微成像系统的泵浦和斯托克斯光路中插入半波片，通过旋转半波片角度，进而改变线偏振激发脉冲的偏振方向。并研究了样品特定区域的共振信号/非共振背景的比值随半波片偏转角度的变化趋势，得到了样品特定区域的共振信号/非共振背景的比值最大时半波片的偏转角度。