铷87的双光子光谱具有高信噪比、无多普勒展宽、窄线宽等特点。构建了基于⁸⁷Rb原子双光子跃迁的光学频率参考，分析测试了影响其短期稳定度的因素。利用778 nm外腔半导体激光器激发双光子跃迁产生420 nm荧光信号，通过荧光信号锁定激光器频率。探讨了谱线线宽、信噪比、功率、温度相关的谱线展宽、光频移、系统结构稳定性和调制宽度等对频移和稳定度的影响。采用螺栓锁紧结构固定光学元件，大幅改善了光学对准引起的稳频误差，通过直接调制激光器电流实现了秒级稳定度为1.5×10^-12、500 s稳定度为2.88×10^-13的光学频率参考。与其他基于饱和吸收的光学频率参考相比，构建的基于⁸⁷Rb原子双光子跃迁的光学频率参考的稳定度提高了10~100倍。光学对准对于提高荧光探测信噪比和优化长期稳定度具有重要意义。验证了内调制实现双光子光学频率参考的可行性，并提出了进一步优化短期稳定度和长期稳定度可采用的技术方案。

本实验通过饱和吸收方法获得了铷原子5S1／2→5P3／2单光子跃迁光谱,并进一步研究了铷原子5S1／2→5P3／2→5D5／2的双光子跃迁光谱。使用780 nm的控制光和776 nm的信号光反向共线作用到铷泡中,通过探测6P3／2→5S1／2自发辐射产生的420 nm蓝光信号得到铷原子5S1／2→5P3／2→5D5／2双光子跃迁光谱,利用法布里-珀罗干涉仪测量了87Rb和85Rb的5D5／2激发态超精细能级,详细研究了铷泡温度和776 nm信号光功率对87Rb 5S1／2(F=2)→5D5／2双光子跃迁光谱的影响。该研究工作为基于原子分子精密光谱测量提供了实验基础。

利用飞秒激光脉冲相位整形技术，从理论和实验两方面，对强激光场下分子体系苝溶液中非共振双光子跃迁的相干控制进行了研究。通过对飞秒激光脉冲进行π相位扫描和余弦相位调制，发现分子体系中非共振双光子的跃迁几率能够被削弱，但不能完全消除。分子体系中非共振双光子跃迁的相干控制受到激光光场的形状和分子吸收谱谱宽的影响；与原子体系相比，分子体系中非共振双光子跃迁相干控制的调制效率降低。

考虑了动态 Stark 移位,通过计算双光子过程中压缩相干态的保真度,讨论了双光子 J-C 模型中能级的动 态 Stark 移位和光场的压缩因子 对量子态保真度的影响。研究表明:保真度的演化呈现明显的量子崩塌－复苏振荡。当考虑动态 Stark 移位时, 通过比较可以明显看出,在量子信息的处理和传递过程中,原子、场和系统的保真度明显好于不考虑动态 Stark 移位的情形。 初始场强调制了原子、场和系统保真度演化的量子崩塌复苏周期,使场保真度演化中的振荡脉冲变窄。同时,压缩因子 影响着体系中原子和场之间的能量交换。

精确求解了双模压缩真空场与N型四能级原子双光子跃迁相互作用系统的波函数,并讨论了系统中光场的压缩效应及光子的统计性质.数值计算结果表明,光场的两个正交分量的均方涨落均呈现周期性的压缩,其压缩程度与系统的初始状态有关;光场光子的统计性质也依赖于系统的初始状态,光场两模之间的相关是一种非经典相关.

用TEA CO2激光器输出的脉宽为100ns(FWHM),波长为10.6μm的激光脉冲,在室温下入射InSb F-P标准具,得到了双光子机制的光学双稳性。从非线性F-P标准具理论出发,对上述过程进行了计算机模拟。在相似条件下,改用高斯光束入射,发现由此形成的自散焦效应,使输出产生明显不稳定。

首次采用光子能量小于硅中浅受主杂质电离能的可调谐远红外激光器作为激发源,获得了硅中浅受主杂质的光电导谱.可调谐半导体远红外激光器的调谐范围为380～500cm~(-1),光子流密度约10~(18)/cm~2·sec,用双光子跃迁对光电导谱进行了解释.对于Si:Al样品,光电导谱中的双峰分别相应于2P~1和2P~2中间态的双光子共振跃迁.也观察到了双光子透明的反共振现象.