1941'de Ecole Normale'in fizik laboratuarına dönen Alfred Kastler, genç araştırmacıları topladı ve yetiştirdi. Paris Fen Fakültesi'nde profesör, Optik Enstitüsü Konseyi Başkanı, Bilimsel Araştırmalar Milli Merkezi Yönetim Kurulu üyesi oldu. 1958'den sonra atom saati laboratuarını yönetti.
Alfred Kastler, bilimsel çalışmalarını, ışık tayf çekimi usulleriyle Hertz dalgalarla tayf çekimi usullerini birleştirerek yeni gelişmeler getirdiği fiziksel optik olayların incelenmesine ayırdı.
Alfred Kastler, ayrıca kuvanta elektroniğinin ustalarındandır. Özellikle 1950'de yardımcısı Jean Brossel ile ortaya koyduğu bir atom içindeki elektron topluluğunun evrimini gerçekleştiren bir usulle tanınır; "Optik Pompalama" adıyla bilinen bu usul, cisimlerin fiziksel özelliklerinin incelenmesi için düşünülmüş, sonradan maser amplifikatörleri ve lazer ışını yayıcılarında çok önemli bir uygulama alanı bulmuştur. Ayrıca hassas magnetometrelerde ve atom saatlerinde de faydalanılır. Ayrıca G. Bruhat ın "Fizik Üstüne İnceleme" adlı kitabındaki optiğe ayrılmış kısmı yeniden gözden geçirdi ve hataları düzeltti.
Alfred Kastler, 7 Ocak 1984 tarihinde Fransa'da öldü.