相比于微波钟，光晶格钟具有更高的Q因子;相比于离子光钟，光晶格钟具有更低的量子投影噪声。因此光晶格钟被认为是下一代时间基准的主要候选方案。以锶、镱为代表的光晶格钟近年在国际上取得了很大进展，其中锶光晶格钟的频率相对不确定度已经降至10-18量级，创造了原子钟领域的新纪录。与目前其他光晶格钟原子相比，汞原子光晶格钟黑体辐射不确定度小的优点，且汞原子序数高、质量大，在科研应用上具有独特的优势。实现光晶格钟的第一步是冷原子的制备。　　本文对原有系统进行了大量改进，获得了稳定的汞原子磁光阱，并测量了超冷汞原子的参数，对磁光阱参数进行了优化。具体的工作包括:对四倍频冷却光激光器进行了前馈控制改进，降低了激光器移频和稳频过程中引入的功率噪声，大大增加了频率调谐的速度和宽度，使稳频后的频率噪声在1 Hz到100 kHz范围内降低了约15 dB;改进了汞原子消多普勒调频光谱，实现了紫外冷却激光对所有高丰度汞同位素跃迁线的锁定，并保证了冷却激光在稳频状态下可快速准确移频;建立了磁光阱的时序控制系统，改进了荧光成像系统，观测到磁光阱中汞原子六个同位素的冷原子信号;利用荧光法测量了真空系统内的汞原子背景蒸气密度，对汞蒸气密度随汞源温度的变化规律做了标定;测量了磁光阱中超冷汞原子的原子数和温度等参数，以最高丰度同位素202Hg为例，测量了激光频率失谐量、激光光强和磁场梯度等参数对原子数和温度的影响;进行了压缩磁光阱的实验，获得接近多普勒冷却极限的原子温度。实验结果表明，对于玻色子202Hg，原子数约为1.7×106，冷却温度最低约170μK。费米子199Hg是用于光晶格钟的同位素，其原子数约为1.5×106，由于存在亚多普勒冷却，其原子温度明显低于玻色子同位素，最低可以达到50μK。