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1、（87）Sr光晶格钟1S_0-3P_0禁戒跃迁谱线探测87Sr原子是费米子,具有超精细结构,它的核自旋I=9/2。钟跃迁对应87Sr原子5s21S0（F（28）9/2）?5s5p3P0（F（28）9/2）的禁戒跃迁,因为其超窄的自然线宽（1mHz）和超高的品质因子（1017）,使此跃迁可以作为光钟的钟跃迁,为锶光钟提供高精度的频率参考。在外界磁场条件下原子上下能级会发生塞曼分裂,钟跃迁对应的基态和激发态能级都会分裂成不同的磁子能级。实验中通过光抽运的方法对原子进行自旋极化,使原子全部抽运到基态Fm（28）（10）9/2、Fm（28）-9/2的塞曼磁子能级上,此时对原子进行归一化探测可获得一组窄
2、线宽的自旋极化谱线。自旋极化谱作为光钟系统的量子参考系,是实现光钟频率的闭环锁定的必要条件。本文主要对87Sr光晶格钟实现的具体过程和对应原理进行了介绍,并按照光钟谱线探测的实际过程进行了细致的描述。具体工作有：首先通过激光冷却的方法对锹冷原子进行制备,经过461nm激光的二维准直、塞曼减速、激光冷却与俘获以及重泵浦,得到了一级冷原子团,其原子数为2.3X107,原子温度为5mK。之后采用689nm的激光对原子进行二级宽带、窄带冷却与俘获,获得温度更低的锶冷原子团,原子温度为3.9nK,原子数目为3.5Xl06。完成冷原子制备后，将约104个原子装载到波长为813.426nm的激光形成的一维光
3、晶格中。利用衰减函数对不同时延下的原子荧光数据进行拟合得到晶格寿命t>1600ms。采用归一化探测的方法,对5s21S0（7）F（28）9/2（8）?5s5p3P0（7）F（28）9/2（8）的钟跃迁谱线进行探测,得到边带可分辨的钟跃迁谱线。之后在钟激光探测时打开磁场补偿装置消除地磁以及杂散磁场对谱线探测的影响。在150ms的探测时间下，降低钟激光功率、缩小扫描步长后获得线宽为6.7Hz的87Sr原子窄线宽钟跃迁简并谱线。调节补偿磁场，使MOTK上下方向上增加一个偏置磁场，磁场大小为300mGs此时扫描得到钟跃迁塞曼分裂谱线。由于在塞曼分裂谱中不同子能级对应的原子跃迁几率小,原子利用率低,所以在谱线探测前引入极化光,通过光抽运的方法将原子全部泵浦到所需量子态上最终获得线宽分别为6.8Hz和6.2Hz的钟跃迁自旋极化谱。进一步延长698nm激光脉冲的时间,可以得到线宽更窄的跃迁谱线。在探测时间为300ms时，获得了线宽为3.9Hz的自旋极化谱线。采用自旋极化谱双边锁定的方法实现对锶光钟频率的闭环锁定,并对系统稳定度进行测量,最终在3000s的采样时间下获得87Sr光晶格钟的频率稳定度为5.710-17。
