目的是让学生掌握饱和吸收光谱产生的基本原理，学会搭建用于观测饱和吸收光谱的光学系统和电学系统并得到饱和吸收光谱，通过调节光强等参数观察饱和吸收光谱的变化规律，通过实验加深对原子结构的认识，并为进一步的饱和吸收稳频实验打下基础。此外，通过观察磁场对饱和吸收光谱的影响观察塞曼效应、横向拉莫进动等现象。

目的是让学生掌握激光稳频的基本原理，学会搭建用于激光稳频的光学系统和电学系统并得到用于稳频的频率误差信号，通过调节调制频率的相位等参数观察误差信号的变化规律，最后优化各种用于稳频的参数并将激光频率锁定于铷87原子的跃迁线中心。此外，通过实验可以分析一阶谐波、三阶谐波微分稳频的异同，并学会获得长时间激光频率锁定的方法。

目的是加深学生对原子能级结构和物质结构更深层次的认识，学习原子与光子的动量交换原理，从而了解光的本质，熟悉光抽运的基本原理与技术，熟悉中性原子的激光冷却与俘获技术，将千万个原子冷却到微开量级，直接观察光与物质相互作用的现象。

目的是使学生掌握飞秒激光脉冲产生的原理，加深对飞秒光梳产生原理的理解，掌握飞秒光梳的锁定原理及方法，掌握飞秒光梳对激光频率的绝对测量原理及技术。此外，通过实验研究与测量铷原子、碘分子等各种超精细能级的绝对频率，学习光学频率向微波频率传递的技术，学习不同光学频率标准之间的稳定度的比较。

目的是让学生了解相干布居数囚禁现象的原理和实验技术，学习和掌握微波信号发生和锁相环相关检测仪器设备的应用，学习和掌握CPT原子钟物理部分的光学调整，学习原子钟系统的原理和闭环锁定技术，了解VCSEL激光器的性能，掌握高频调制技术，学习原子钟稳定性数据的测量、提取和处理，研究温度与环境如磁场因素对原子钟稳定性的影响。