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本文首先由国际单位制时间的基本单位秒定义，引出了时间计量的基准原子钟，继而介绍了目前最为精确的激光冷却铯原子喷泉钟，并给出了激光冷却铯原子喷泉钟的基本原理和工作过程。在激光冷却铯原子喷泉钟里，稳频激光是重要的技术基础之一，本文接着从半导体激光器（LD）的原理出发，介绍了应用内腔调谐技术的DBR和DFB激光器，又比较了Littrow和Littman两种结构的外腔半导体激光器的结构特点。外腔半导体激光器的线宽满足原子钟的需求，但是仍需抑制其频率随时间的漂移。本文分析了饱和吸收谐波稳频、DAVLL等七种已有的原子分子谱线稳频技术，给出了各自的结构和原理。 从激光冷却铯原子喷泉钟对激光的要求以及原有稳频系统需要改进的问题出发，本文分析了稳频系统需要利用的技术基础，接着提出了我们采用的声光偏频133Cs饱和吸收数字稳频技术，详细介绍了此方法的原理。 第三章详细描述了采用自己提出的方法进行稳频系统设计的过程。从激光器的输出中分出约1mW的激光，经AOM频移后，采用了泵浦-探测光和参考光的光路结构，两路光由探测器接收经I／V转换后，通过模拟减法电路，得到消除大部分多普勒背景的饱和吸收信号。单片机控制AOM在吸收峰左右跳频得到鉴频信号，经数字PID计算反馈控制激光频率，实现了无调制稳频。本章首先给出了光学系统的设计方案，在电路系统的设计中分别描述了I／V转换电路、减法电路、AD转换电路、控制电路、系统的输入输出电路、激光器保护电路和数字PID电路的参数选择和设计过程。 通过实验调试，从两套稳频系统拍频的数据得到系统的秒级稳定度达到1.1×10-10，重复锁定的一致性达到6.3×10-11，超过了系统的设计要求，实现了系统长达三个星期连续锁定，预计可以满足铯喷泉钟的要求。