光谱学是研究光与物质相互作用的科学,而原子激发态光谱,消除了谱线多普勒展宽,分辨率极高,在基础研究和实际应用中有极重要的价值,能够用于激光稳频、探测里德堡原子能级结构、非线性光学、激发态超精细能级结构分裂测量以及光学滤波等等。电磁感应透明(EIT)是一种在耦合光的作用下,原子介质对共振探测光不再吸收的量子干涉现象。阶梯型能级系统中的EIT光谱具有线宽窄、信噪比高、背景平坦的优点,不仅可用于测量激发态超精细结构分裂,而且可用于激光稳频。然而,在激光稳频时,EIT需要对激光器进行频率调制,而另一种光谱方法—双光子偏振光谱(TPPS),整个系统中无需频率调制,改善了运转于激发态跃迁之间的激光器的频率稳定度。基于阶梯型能级系统,本文研究了铯原子和铷原子激发态光谱以及在超精细结构分裂测量和激光器稳频方面的应用,主要完成的工作有以下几个方面：1)为了获得信噪比高的电磁感应透明(EIT)谱线,基于铯原子6S1/2-6P1/2-8S1/2阶梯型能级系统,研究信噪比与扫描方式、光束传播方向、耦合光功率的关系,以此为依据选择合适的参数获得了具有背景平坦、信噪比高的阶梯型能级系统中的EIT谱线。2)在获得高信噪比EIT谱线的基础上,采用光纤波导位相电光调制器(EOM)结合共焦F-P腔频谱分析的方法,测量的铯原子8Sv2能级间隔为(876.32±0.50)MHz,计算磁偶极结构常数A=(219.08±0.12)MHz,并分析了系统误差的主要来源。3)研究了铷原子5S1/2-5P3/2-4D5/2阶梯型能级系统中的双光子偏振光谱。与其他跃迁相比,循环跃迁的信噪比最好,同时研究了双光子偏振光谱循环跃迁线信号强度随泵浦光强的变化情况,在鉴频能力最强时对1529nm光纤通信波段激光器稳频,τ=100秒时阿仑方差最小,为σy(τ)=1.3×10-11,显著改善了激光频率的稳定度。