太阳高分辨率速度场观测系统可用于探测日震的活动信息，对太阳内部结构的研究具有重要意义。探讨了双峰钾原子滤光器在太阳光球层速度场观测中的应用方法，即利用法拉第反常色散原子滤光器(FADOF)的高光谱分辨率和光谱稳定性等优点，采用双峰钾原子滤光器分辨来自太阳光球层钾线(769.898 nm)光谱的多普勒频移，并提出用F-P标准具对透过原子滤光器的双峰信号进行光学选支，从而获得太阳光球层多普勒速度场图像。研制出双透射峰钾原子滤光器原理样机，经测试其谱型与理论谱型符合良好，满足太阳速度场高分辨率观测的需要。将此技术方案扩展到太阳的其他谱线，可实现对太阳大气多层次速度场的同时观测。

法拉第反常色散原子滤光器作为一种精密光谱仪器，具有光谱分辨力高、光谱稳定性好等优点。探讨了利用双透射峰钠原子滤光器进行高分辨力太阳多普勒观测的方法，在此基础之上开发了原子滤光器透射谱型理论模拟软件，研制出双透射峰钠原子滤光器样机并对其进行了透射谱型测试。测试结果表明，理论模拟的透射谱型与实验测试结果符合良好，在双峰间距、透射带宽等参数方面基本满足太阳多普勒观测的要求，为太阳观测提供另一种有效手段。

相比于法拉第反常色散滤光器(FADOF)的精确模型，强磁场模型的能级结构简单,可以给出一些解析表达式,但是只有当磁场较强时 才近似成立。通过计算两种模型在相同参数下的钠原子D2线透射谱,并将计算得到的谱型和实验数据进行比对, 得出了强磁场模型的适用条件以及符合程度。当磁场小于0.1 T时,两种模型中心透射谱的差别大于50%, 而当磁场大于0.3 T时,透射谱的差别小于5%。

为提高半导体激光器的频率稳定性,利用原子法拉第反常色散光学滤波器(FADOF)超窄带的选频透射特性,将其置于半导体激光器的外腔中作选频元件,采用光反馈的方法,使得透射率低的激光频率分量被抑制,透射率高的激光频率分量被加强,有效地实现了光反馈激光稳频。利用Cs原子法拉第反常色散光学滤波器工作于D2线852 nm的4峰窄带透射状态,通过调节半导体激光器的温度和电流,调谐半导体激光器的输出波长,将激光器锁定在任何一个透射峰上,用26%的光反馈量,使稳频后的激光频率长期稳定性保持在75 MHz/2 h以内,而且采用这种稳频方法的输出激光中心波长一直稳定在频率基准上,没有单方向漂移。同时,还实现了Cs原子法拉第反常色散光学滤波器稳频半导体激光器结构的一体化,使其具有实用性。

从轨道方程出发，对影响卫星光链路接收机带宽的主要因素――多普勒频移进行了研究。在对法拉第反常色散滤光器(FADOF)透射及调谐特性进行理论和实验研究的基础上，提出利用法拉第反常色散滤光器的多峰及可调谐特性的多种新方案来适应不同轨道捕捉点的需要。滤光器带宽典型数据为0.01nm～0.02nm。

报道了一种计算法拉第反常色散滤光器(FADOF)透射谱的普遍方法。 该方法可计算不同碱金属元素工作在任意电偶极跃迁和任意磁场强度下的法拉第反常色散滤光器透射谱, 对主动式和被动式法拉第反常色散滤光器同样适用。 该方法还可进一步推广到其它类型的原子滤光器(如斯塔克型原子滤光器)的计算。 给出了采用这种方法对铷主动式775.9 nm法拉第反常色散滤光器透射谱的计算结果, 与实验曲线符合较好。

本文报道实现半导体激光器连续频率跟踪和锁定的一种新方法:利用法拉第反常色散光学滤波器(FADOF)的透射谱作鉴频器,改变法拉第反常色散光学滤波器的磁场强度,实现频率跟踪和稳频.实验得到,当磁场从0.7×10-2 T变到2.2×10-2 T时,半导体激光器在～2 GHz范围内跟踪锁定,其频率稳定度优于2.1×10-10(100 ms≤τ≤10 s).