玻尔兹曼常数的定值将致使温度测量逐步从协议温标向热力学温标过渡。为了实现一种量子化的可实现芯片级的热力学温度测量传感方案,本课题利用直接吸收光谱方法精密测量C_S¹³³原子D1(6S^1/2→6p^1/2)跃迁吸收谱线,并利用Voigt线型拟合模型提取谱线中多普勒展宽分量,获得原子气体在该平衡态下的热力学温度。具体内容如下:（1）激光器稳频、扫频系统设计。为了更好地捕获原子吸收特性,需要对激光器输出频率进行精准的控制。通过将激光器输出频率锁定在高精度波长器上,最终实现1000s激光器输出相对频率稳定度达到8.97E-10。（2）探测激光功率稳定系统设计。为了提高系统信噪比和光谱拟合不确定度,需要稳定探测激光功率。通过分光路的方法构成闭环反馈回路,实现功率稳定其1小时信噪比在1000:1以内。即将经过AOM的1级光分为两路:一路作为当前光功率反馈信号,经过高速伺服控制器转换成误差信号,输入至射频源再经调制输出驱动AOM,形成闭环反馈回路;另外一路作为探测激光。（3）真空恒温腔体系统设计。为了提高多普勒展宽测温系统的测温精度和可靠性,在结合其他腔体设计优点的基础上,设计了一款真空恒温腔体,最终实现吸收气室环境温度24小时波动1mK的指标。（4）实验及光谱数据处理分析。在目标温度为28℃下改变入射功率进行温度测量实验,得到不同入射功率下测温结果不相同。当入射功率为110uw时,测温对比已标定的高精度铂电阻测温误差为0.02%。隔日复现实验,不同功率点复现性可达0.2%。（5）不确定度分析。给出了系统不确定的主要来源以及预估值,通过在同一功率点下多次实验,测温结果复现性为0.15%。