本论文首先回顾了自Isidor Rabi提出磁共振方法实现原子钟的思想以来,原子钟技术的发展情况。之后引出由北京大学光频标小组提出的主动光钟概念,并同传统光钟,如离子囚禁光钟和中性原子光晶格钟进行了对比。传统光钟工作在被动模式下,输出频率线宽受探询激光器线宽限制,而主动光钟则直接输出钟跃迁的光学频率激光,它具有超窄的量子极限线宽和极小的腔频率牵引。理论上,主动光钟能提供比现在最好的原子钟还高两个量级的频率稳定度。　　本论文研究了一种新型主动光钟方案,光晶格囚禁铷原子四能级系统。首先,简要说明了选择四能级量子系统而不是三能级的原因,以及选择光晶格囚禁的系统而不是热原子束方案的原因。选择四能级量子系统而不是三能级,是因为四能级量子系统的钟跃迁能级不涉及到基态能级,因而可以有效避免泵浦光对钟跃迁频率的影响。此外,相对于热原子束的实现方案,光晶格囚禁原子钟的一级多普勒频移和碰撞频移都被极大地压缩。　　在2、3章里,论文首先对光晶格囚禁原理,交流斯塔克频移以及魔术波长技术做了简单的介绍。本论文使用mathematica软件计算交流斯塔克频移,并找到5个蓝失谐的魔术波长,这5个蓝失谐魔术波长满足光晶格囚禁的阱深要求。当光晶格囚禁激光的线宽为1 MHz,光强为10 kW·cm-2时,引起钟跃迁光频移不确定量小于0.05 mHz,相当于10-19量级,囚禁阱深可以达到750 kHz。　　最后一章对泵浦光以及黑体辐射引起的钟跃迁光频移进行了计算。泵浦光波长为421.7 nm,强度为318 mW/cm2,若泵浦光的光强波动小于10-3,则泵浦光引起的钟跃迁频移小于0.7 Hz,不确定度小于1 mHz。假设环境温度为297 K,且如果温度波动控制在0.1 K以内,则黑体辐射引起的光频移小于0.5 Hz。