原子束钟具有优异的频率准确度和频率稳定度性能,是当前最主要和应用最广泛的守时型原子钟之一。基于光技术构建的原子束钟作为该领域的最新研究方向,因工艺相对简单、理论性能指标较高,得到了国内外同行的关注。但该类原子钟性能提升受限的关键因素之一,是探测过程中产生的光噪干扰。以往常用的直接探测方法会引入较大的杂散光,导致钟跃迁信号信噪比降低。本专利提出了一种基于荧光差分探测的原子束钟,通过采用探测光与参考光的差分技术,在不显著增加原子钟体积的前提下,有效抑制窗口散射、激光波动等因素引起的光噪干扰,改善了钟信号的纯净度和信噪比,从而有助于提升原子束钟的短期频率稳定度。