守时型铯钟作为现代高精度时间基准的核心载体之一，其研究对构建国家时频体系具有战略意义，不仅为北斗导航、高速通信和深空探测等前沿领域提供纳秒级时间同步保障，更是维护国家信息安全、提升科技自主可控能力的关键基石。
北京大学量电所的CAP组，是我国最早研制守时型光抽运铯束微波钟的小组之一，通过微波与原子的相互作用，利用Ramsey干涉技术，将钟频率锁定在铯原子基态超精细能级跃迁谱线上——该能级跃迁也是如今的秒定义来源。在多个国家重大项目的支持下，经过近20年的深耕探索，如今频率稳定度指标，经中国计量院鉴定，达到短期6.8E-13@1秒，长期4.8E-15@10万秒，超过美国GPS上所用铯钟（5071A优质管）5倍，在国际守时铯钟领域，已处于领先水平，成功突破超高精度原子钟"卡脖子"技术，为新一代卫星导航、深空探测与量子传感等重大工程，构建具有完全自主知识产权的时频基准体系。
近期主要工作
目前光抽运铯钟普遍基于单光模式，即使用单束光进行原子抽运，原子利用率最多只能达到1/7，既浪费了原子利用率，又严重限制了整钟的理论极限稳定度。
最近，小组正在研究通过使用两束不同频率的激光，即双光抽运的方式，大幅提高原子利用率，进一步挖掘光抽运守时铯钟的性能潜力。目前小组所采用双光抽运模式为一束4-4线光进行抽运，另一束3-3线光利用能级之间的禁戒跃迁，实现原子向目标塞曼子能级的汇聚，通过优化两束激光的频率、偏振和光强等参数，理论上可以实现原子在钟跃迁态上的100%汇聚，原子利用率最大提高7倍，整钟稳定度极限提高2~3倍。这一技术的突破，有望实现短期稳定度媲美氢钟、长期稳定度依然保持领先优势的高精度守时铯钟。
一种基于中性冷原子团的光晶格微波钟的新方案，创新性的将光晶格对原子动量外态的操控与微波拉姆塞干涉相结合，既有大量原子参与跃迁带来的高信噪比，又有超长自由演化时间带来的超窄谱线线宽。
在地面环境下，利用最新的电磁感应透明冷却技术，快速（10毫秒）制备冷原子团后，装载进光晶格，利用布洛赫（Bloch）光绝热地转移原子动量，操控冷原子的动量外态，抵消重力带来的自由下落，让原子在腔内中心厘米量级的空间范围内，长时间维持类似“悬浮”的效果，并能保持拉姆塞干涉所需的原子内态的相干性，实现秒量级的超长自由演化时间，拉姆塞条纹线宽能压窄到0.1Hz量级，结合大量原子参与跃迁带来的高信噪比，有望实现频率稳定度最高达到1.5E-14/√τ，长稳1E-16量级，与当前性能最好的大型喷泉钟（米量级高度）的稳定度指标相当，但是系统体积缩小一个数量级。
