锶原子（5s²）¹S₀-（5s5p）³P₁0P1互组跃迁自发辐射速率（4.7×10⁴/s）相比偶极跃迁低约四个数量级，热原子束中的荧光极其微弱，且该跃迁线自然线宽仅为7.6kHz,谱线的线宽受热原子束各种增宽因素影响很大，实验上获得该跃迁线的高精度和高信噪比的光谱具有相当的难度。锶原子（5s²）¹S₀-（5s5p）³P₁跃迁在窄线宽冷却和锶光晶格原子钟中有着非常重要的作用，对其谱线特性展开研究有利于对该跃迁进行更深入的了解和应用。本文主要介绍了热原子束中锶原子（5s²）¹S₀-（5s5p）³P₁跃迁荧光谱的特性研究。首先，对锶热原子束的荧光探测效率进行了分析，并在实验上探究了一个容易被忽视的因素，即入射激光的位置对荧光探测效率的影响，发现当激光束在探测窗口靠近锶原子炉一侧时，探测的荧光比在另一侧探测的荧光强度大约要强一倍，这主要是由于该跃迁线的激发态寿命（21μs）长引起的。其次，针对热原子束的结构，利用zemax光学设计软件设计了荧光收集透镜组，将荧光收集效率提高至原来的2.1倍，该荧光收集透镜组的透镜全部为平凸透镜，具有易加工的特点，该设计方案对类似的原子束的弱荧光收集提供了一个实用而有效的参考。由于热原子束的横向速度分布复杂，与之相关的谱线增宽较为复杂，文中对热原子束荧光谱的谱线增宽因素进行了详细的分析和理论计算，并进一步在实验上获得了线宽仅为6.5MHz的荧光谱线，且实验结果与理论分析符合很好，这加深了对该跃迁在热原子束中荧光谱增宽规律的认识，为相关的应用提供了可靠的理论参考和实验参考。