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原子光谱在光谱分析和光谱精密测量方面具有重要的应用。锶原子光谱在精密测量方面的一个重要的应用是锶原子光晶格钟。目前,87Sr原子光晶格钟已经成为性能最好的原子钟,其准确度和稳定度都已经进入10-18量级,极有可能成为下一代国际秒定义的参考源。因此,87Sr原子光晶格钟在精确地测量原子物理参数和验证原子结构理论方面是一个很好的实验平台。同时,准确计算的原子参数也为提高原子光钟的精度提供了理论指导。 本文利用多组态的Dirac-Hatree-Fock方法,准确地计算了锶原子光钟所需要的原子参数,同时,本文以中科院国家授时中心研制的锶原子光钟为实验计量平台,探究了锶原子光晶格钟在精密光谱测量上的应用,主要包括以下几个方面: 1)探究外磁场诱导88Sr原子禁戒跃迁5s21S0-5s5p3p0。本文从理论上探究了外磁场诱导禁戒跃迁5s21S0-5s5p3p0的跃迁机制,分析了1P1和3P1微扰态对3p0态的贡献,计算了跃迁几率与外磁场强度之间的关系。为了验证本文的计算结果,基于88Sr原子光晶格钟,本文利用归一化探测方法测量了钟跃迁的跃迁几率与外磁场大小的关系。通过比较理论计算结果和实验测量的结果,我们发现两者符合得很好,从而证明了本文采用的计算模型的正确性。 2)探究超精细诱导87Sr原子禁戒跃迁5s21S0-5s5p3p0。本文从理论上探究了超精细诱导禁戒跃迁5s21S0-5s5p3P0的跃迁机制,计算了跃迁几率。此外,本文还分析了外磁场对超精细诱导跃迁的跃迁几率的影响。本文的计算结果可以为准确地分析外磁场对锶原子光钟准确度的影响提供理论指导。 3)基于87Sr原子1P1、3P1和3P2态,本文准确地计算了锶原子核处的电场梯度;结合本文利用多组态Dirac-Hatree-Fock方法准确计算的原子核处电场梯度和实验上测量的超精细结构常数B,本文重新评估了锶原子核电四极矩Q;结合本文计算的原子核处电场梯度和重新评估了锶原子核电四极矩Q,本文重新计算了87Sr原子1P1、3P1和3P2态的超精细结构常数B。为了验证本文的计算结果,本文基于超冷的锶原子光钟实验平台设计了一个准确测量1P1、31P1和3P2态的超精细结构常数的实验方案。 4)利用多组态Dirac-Hatree-Fock方法,本文准确地计算了87Sr原子5s21S0和5s5p3P0态的Landég因子。同时,本文利用87Sr原子光晶格钟的钟跃迁谱线,精确地测量了5s21S0和5s5p3P0态的g因子。本文所用的测量方法不需要精确测量外部磁场。本文的测量结果与计算结果基本符合,也与其他的测量结果符合得很好。此外,本文测量的1S0态的g因子与理论计算的结果符合得很好。在中国,本文是首次在中性原子系统中,利用禁戒跃迁测量g因子。在实验方面,本文的工作可以准确地评估外磁场对光钟准确度的影响,同时,本文的测量方法可以应用于基于其他原子的光钟中。在理论方面,本文的工作可以为验证超精细诱导跃迁理论提供实验依据。