磁场和重方场的精密测量对基础科学和应用科学都意义重大。随着激光技术与原子物理的飞速发展,人们得以利用激光与原子的相互作用来更精密的测量磁场和重力场。本文介绍了作者在光抽运磁力仪和原子干涉重力仪两个方面的实验工作。本文第一章介绍了磁场和重力场的研究背景,包括测量意义、分类及发展现状。光抽运磁力仪是基于光磁共振技术实现外磁场精密测量的仪器。在简要介绍Mx光抽运磁力仪理论基础以后,本文将详细介绍基于铯原子的激光抽运磁力仪的实验装置,包括其光学系统、磁场系统及信号处理系统,然后给出实验结果和优化过程,最终获得的磁场测量灵敏度为1.8pT/Hz1/2。这部分工作是本文第二章和第三章中主要内容。原子干涉重力仪是近二十年迅速发展的精密测量重力的仪器。其基本原理是利用拉曼脉冲操纵原子波包,实现物质波的干涉,从干涉条纹中提取重力场的信息,实现重力加速度的测量。本文第四章首先从原子与光场的相互作用出发,理论介绍了拉曼脉冲型原子干涉仪测量重力的原理及其相位组成,之后以系统小型化为目标,在第五章实验设计部分详细介绍了真空系统、光学系统、拉曼光系统、光纤系统及测控系统的实验细节,最后在第六章给出原子干涉重力仪的实验结果,包括冷原子的获得、可控高度原子喷泉的实现、选态过程、同向以及反向拉曼脉冲配置下的干涉结果,并获得7.4×10-7g@360s的初步重力测量分辨率。第七章总结了光抽运磁力仪和原子重力仪的实验结果,并对下一步的改进提出建议。