原子钟是目前最精准和稳定的计时工具，它以原子能级之间的跃迁频率作为度量标准，应用于科研、导航、军事等领域。相干布居数囚禁(CPT)现象是一种非线性量子光学效应。在两束相干光与原子相互作用的过程中，当入射光场的频率差与下能级超精细分裂对应的频率相等时，不再吸收入射光，并且原子都被囚禁在下能级，即CPT现象。使用该超精细能级分裂所对应的频率作为频率标准的原子钟称为CPT原子钟，适合做小型原子钟，因此得到了广泛的研究。　　然而传统的CPT原子钟需要一路锁相环将调制微波频率锁在基态超精细能级结构能级差的频率值上，伺服电路的体积和功率较大，不利于小型化，并且容易带来较多的电路噪声和不确定性，影响输出的稳定度。　　由此提出基于失谐的相干布居数囚禁(DCPT)现象的新型原子钟。DCPT现象是指当产生CPT现象的两个相等频率，基态超精细结构分裂频率和入射光频率差值，之间有一定失谐时，产生的瞬态振荡现象。基于DCPT的原子钟可以通过处理振荡频率对输出频率进行反馈修改，获得稳定的频率输出。　　本文提出了DCPT原子钟的结构设计，提出一种新的获得准确频率的方法，经过理论验证之后应用到实际频率测量中，使得频率最小能够分辨到小于1Hz量级，理论上DCPT原子钟短期稳定度可达到5×10-11水平，经过平均处理之后长稳提高。改进了现有的DCPT原子钟的信号处理部分，使得结果可靠性和可重复性更好;并提出了新的信号处理实现方式，进行了硬件电路和软件代码的设计，进行了相应测试。同时提出了改进信号信噪比的技术方案，并进行了理论与实验验证。　　在DCPT原子钟中，直接对输出频率进行修改，不需要锁相环电路，并且使用数字电路，便于集成和小型化，从而进一步实现微型原子钟系统，具有很大潜力和研究价值，很可能成为芯片级原子钟的一个新的研究方向。