2022年2月,刊登在《Nature》杂志封面上的一篇文章,展示了10-21量级的锶原子光晶格钟测量精度,通过测量在同一光晶格中原子高度差相差1 mm的两团原子的时间流逝速度不同,在微小的空间尺度上验证了爱因斯坦广义相对论的正确性。凭借锶原子光晶格钟超高的测量精度为寻找标准模型之外的新物理、测量和导航领域新技术的建立、以及未来国际单位制中“秒”的重新定义等奠定了基础。本文在锶原子光晶格钟实验平台上开展了如下研究内容:利用高分辨率的钟跃迁谱测量了超稳光学参考腔（ULE腔）的零温漂点;通过周期驱动光晶格技术对弗洛凯（Floquet）拉比谱进行了研究;在浅光晶格中,通过观测钟跃迁载波谱线的劈裂,成功实现了量子隧穿现象的实验观测。具体研究内容和成果如下:（1）通过对光晶格中二能级系统进行详细的理论分析,得到了一维光晶格中原子的能带结构。进一步分析了钟跃迁载波跃迁谱线并考虑了晶格中不同原子布居对谱线的影响。利用钟跃迁谱线的理论线型表达式对锶原子光晶格钟钟跃迁谱进行拟合,能够得到晶格中原子的轴向和径向温度以及拉比频率Ω和钟激光与晶格光的夹角Δ等关键实验参数。通过对一维光晶格中冷原子光谱的研究,不仅验证了晶格中原子的有效温度服从玻尔兹曼分布,还为实验中系统关键参数的提取提供理论依据,进一步加深了对一维光晶格中原子跃迁光谱的理解。（2）利用高分辨率的钟跃迁谱线测量了698 nm超稳窄线宽激光系统ULE腔的零温漂点。通过测量得到实验中所用超稳光学参考腔的最佳零温漂点为30.63°C,误差为0.42°C。在零温漂点处,利用光钟闭环锁定的方法测得698nm超稳窄线宽钟激光的线性漂移率为0.15 Hz/s。698 nm超稳窄线宽激光系统ULE腔零温漂点的确定,不仅有助于提高698 nm超稳窄线宽激光系统的不稳定度,还有助于提高87Sr光晶格钟系统的不稳定度。而且,原子跃迁谱线测量法与其他测量方法相比,原子谱线具有测量精度更高、实验操作更方便的优势。（3）在锶原子光晶格钟实验平台上,建立了单参数调制和双参数调制的Flouqet理论模型,并通过实验验证了理论模型的正确性。在单参数调制实验中,通过调节晶格光的驱动幅度和频率,展示了通过调节调制频率和幅度精确操纵某一个Floquet边带的可能性。在双参数调制实验中,同时对晶格光的驱动频率和钟激光的拉比频率进行调制,通过精细调节加载在晶格光与钟激光上的两个调制之间的相对相位,观察到了明显的“Floquet光子”干涉效应。Floquet设计在锶光钟实验平台上的成功实现,为在锶光钟平台上研究量子模拟、精密光谱的测量和淬火过程的研究开辟了新道路。（4）在一维水平光晶格的锶原子光晶格钟实验平台上,利用超稳超窄线宽的698 nm激光激发87Sr冷原子~1S0（|g）)→~3P0（|e）)跃迁（即钟跃迁）,实现了对锶原子分布在特定量子态的制备。通过在深光晶格中,将原子制备到|e,nz=1)态,再绝热地降低光晶格阱深,获得浅光晶格中的激发态的载波-边带可分辨钟跃迁谱线。从钟跃迁谱线中观测到载波谱线发生了明显的劈裂,即原子在光晶格相邻格点间产生了明显的量子隧穿现象。这些研究工作,不仅有利于提高光晶格钟的不确定度,也可为观测光晶格中费米子的自旋轨道耦合效应以及利用Floquet理论压制钟跃迁隧穿谱的实验研究奠定基础。