稀土原子高激发态的研究不仅对天体物理学、量子力学和原子物理学等学科具有非常显著的意义,而且也在新型激光器和新能源开发等领域拥有十分显著的运用价值。对于稀土原子中的Sm原子而言,由于基态具有七个精细子能级4f⁶6s²⁷F_0-6,并且有8个价电子可以被激发,导致能级结构极其复杂,因此其光谱比其它稀土原子的光谱更有挑战性。对于Sm原子的研究以往多集中于远低于第一电离阈或自电离能域,对第一电离阈附近高激发态的研究相对较少。这主要是因为在接近第一电离阈时,借助光电离探测技术探测高激发态原子的效率较低,应该采用场电离探测,而且需要采取多步共振激发,实验实现起来相对复杂。基于以上这些因素,本文借助多步共振激发技术和偏振光谱技术对Sm原子的束缚高激发态实施全方位探讨。为了确认偏振光谱技术对复杂Sm原子的适用性,本文首先采用双色两步共振激发技术和光电离探测技术对Sm原子偶宇称高激发态光谱完成了测量与分析。借助两步激发,把Sm原子激发到偶宇称激发态4f⁶6s7s ⁷F_0,1,2,之后采用光电离探测技术进行探测。根据偏振选择定则,对ππ、πσ、σ⁺σ⁺和σ⁺σ^-四种不同偏振组合光谱进行了对比分析,确定了3个能级的总角动量量子数J,并通过改变两步线偏振激发光光振动方向的夹角,得到了信号强度与该角度的关系,更深程度上证实偏振光谱技术和多步共振激发技术相对于Sm原子拥有普世性。在此基础之上,本文借助三色三步共振激发技术和场电离探测技术Sm原子奇宇称束缚Rydberg态光谱完成了测量与分析。通过选取J从0→1→0→1和J从0→1→2→1,2,3的两条激发路径,获得总角动量J=1和J=1,2,3的奇宇称Rydberg态Sm原子。在J从0→1→0→1的激发路径中,共发现了94个奇宇称Rydberg能级。通过有效量子数和能级的变化规律,确定了3个束缚Rydberg系列,并通过对3个Rydberg系列拟合,获得了Sm原子的电离阈为45519.61 cm^-1。同时,采用延时场电离技术,确定了这些奇宇称Rydberg态的寿命,并分析了其与n（主量子数）之间的关系,观察到了微扰态干扰寿命长短。除此之外,采用六种偏振组合激发,由偏振选择定则,进一步验证了这些奇宇称Rydberg态总角动量为1。在激发路径J从0→1→0→1,2,3中,完成Sm原子于45277—45533cm^-1能域间束缚奇宇称Rydberg态一系列测量与探讨,获得了116个高激发Rydberg态能级位置和相对谱线强度,并依照偏振选择定则,推导出其总角动量J大小。最后,通过改变Sm原子激发时静电场的强度,研究了Sm原子第一电离阈随着场强的变化规律。同时通过改变三步激光的偏振组合,精确地确定了不同磁量子数的Sm原子零场下的第一电离阈的位置,最后得到的Sm原子第一电离阈为45519.69±0.17 cm^-1,该值与用前述Rydberg系列拟合得到的值基本一致。