随着社会发展和科技进步,特别是激光技术广泛应用于激光光谱学以来,人们利用激光和物质的相互作用获得了大量关于原子分子结构方面的知识。研究对象从起初的大量分子、原子或离子发展到单个分子、原子和离子,测量的手段越来越先进,技术水平也在不断的提高。近年来以光频标为代表的精密测量物理取得了突破性进展,稳定度可达10-18量级,在科学和应用方面具有重要的潜在应用。此外,在物理常数和相关物理量的精密测量方面也不断取得新进展。我们研究小组基于单个囚禁钙离子精密测量实验平台,精确测量了钙离子亚稳态3d2D5/2态的寿命值。本文总结了作者硕士期间的主要工作,包括以下几个方面的内容：1.新搭建了一套用于精密测量物理的单离子实验平台；体系的真空度为5.6×10-9pa,大大降低了真空本底气体对实验的影响。2.自制了用于寿命测量中离子去激发的854nm半导体激光器,短期的电流精度可达5μA,长期稳定度在20gA以内,温度稳定度<0.01℃。3.实现了一种高性能脉冲时序产生方法,该方法基于LabVIEW的数字波形法结合数据采集卡产生多通道脉冲信号,其最小脉宽可达2.5μs,具有高的分辨率和稳定性,同时该信号发生器具有操作方便简单、输出通道多、同步性高和容易升级等优点,能有效应用于实验过程的自动控制。4.精确测量了钙离子亚稳态3d2D5/2态的寿命,通过对激光功率、离子加热效应、背景气体碰撞效应和探测效应等系统误差以及统计误差的详细评估,最终得到1174(10)ms的实验测量值,与最近发表的实验和理论计算结果符合得很好。