原子钟是当前已知精度较高的频率和时间测量工具之一，已在基础物理检验、导航定位等多个关键领域发挥了重要作用。提高原子钟性能始终是时间频率与精密测量领域的重要课题。传统原子钟多采用单一原子样品，而近年来研究表明，若将两种原子在尽可能一致的物理环境中运行并进行钟频比对，可构建一种具有潜力的高精度测量平台。然而，现有双原子钟通常采用两个独立单模腔分别激励不同原子，难以消除轨迹、温度与磁场等环境差异，影响频率比对的精度与一致性。本专利提出的双原子钟及其共用Ramsey腔技术，采用单一束源与共用准直通道生成共线Rb/Cs双原子束，并在同一个双模π相位差Ramsey腔中完成各自钟跃迁，从系统结构上提升了频率比对的可重复性与一致性。尤其在Rb/Cs频率比的高精度测量中，该技术可用于探索基本物理常数是否随时间演化。在其他涉及碱金属超精细跃迁频率比的检验中，同时探测两种原子也被认为有助于提高测量精度。
该技术具有一定的工程集成优势和推广潜力，可应用于高性能时频设备的研制，并为基础物理研究提供支持。