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本文比较全面的阐述了基于微波频率标准对光学频率的精密测量系统。主要包括三个方面的工作：633nm半导体激光频标系统，锁定在微波原子钟上的飞秒激光系统，以飞秒光梳作为传递工具的光学频率测量系统。
633nm半导体激光频标系统部分包括半导体激光的基本理论，参考谱线的超精细结构理论，饱和光谱技术，稳频系统的电路设计与改进，633nm半导体激光频标的实现。在此基础上，测量了两台半导体激光频标系统的稳定度，得到秒稳达6．3×10<-11>，长稳为8．4×10<-12>的光频标。随后测量了碘分子超精细结构R(59)8-4所有分量的间隔频率，将这些测试结果与理论计算进行了对比，在此基础上算出了对应的超精细结构常数。接着又测量了碘分子超精细结构分量的压力频移和光频移，并分别进行了结果分析。最终完成了锁定时间不受限制，稳定度达到10<-12>量级的半导体激光频标系统。
飞秒激光系统介绍了飞秒激光器的发展过程，基本原理。在此基础上进行了飞秒激光器的改造，飞秒激光光路系统的建设，以及飞秒激光锁相系统的电路实现，包括重复频率的锁定和电路分析，初始频率的获得，优化以及锁定电路的分析。整个锁相系统实现以后，对测试结果做了分析，飞秒激光锁相系统的重复频率稳定度达到6．44×10<-12>，初始频率的稳定度进入了10<-14>量级。最终完成了完全具有自主知识产权的飞秒激光锁相系统。
在上面两项技术的基础上，搭建了光学频率的测试平台，并在6位波长计的辅助下，用飞秒光梳实际测量了P(33)6-3 b<,12>z分量的绝对频率为473611473855(±27)KHz，与国际推荐值进行了比较，获得了较为一致的结果，详细分析了各种因素对不确定度的影响。在此基础上又国际上第一次直接测量了新的谱线R(59)8-4结构分量b<,12>的绝对频率为473631457393(±27)KHz，分析了测量结果。最终初步建立了一个以微波频率为基准源的光学频率直接测试系统。
最后对整个测量系统进行了总结，并在技术上提出了进一步改进的措施。为下一步更加精密的测量指明了方向。