时间单位“秒”,是通过铯-133原子的基态超精细能级之间的量子跃迁频率来定义的。铯原子喷泉钟作为实现秒定义的装置,在守时系统中标校着守时型原子钟的频率,是标准时间产生过程中不可或缺的部分。频率不确定度是原子钟性能的主要指标之一,可以用来衡量铯原子喷泉钟标校其他原子钟的性能。对所有可能引起偏离定义频率9 192 631 770 Hz值的频移项进行精确测量,获得每项频移的频移量,和评定该项频移量的不确定度,将各项不确定度合成为总的频率不确定度,作为表征铯原子喷泉钟性能的指标。铯喷泉钟以冷原子团（μK量级）为工作介质,通过垂直上抛的原子样品两次与微波场相互作用的方式来运行。随着温度的降低,原子的德布罗意波波长变大,铯原子之间的碰撞与常温下的碰撞有本质上不同,表现出显著的量子效应:自旋状态的交换,导致了原子能级的移动和跃迁频率的变化。在决定铯原子喷泉钟不确定度性能的各项系统频移项中,冷原子碰撞频移是最主要的系统频移项之一。本文围绕冷原子碰撞频移展开工作,对碰撞频移的物理机制与评定方法进行了理论分析,开展了技术研究,实现了冷原子碰撞频移的精确评定,具体内容如下:1. 冷原子碰撞频移的物理机制与测量方法分析。根据冷原子频移与密度的关系,确定了差分法测量碰撞频移的统计不确定度和系统不确定度。采用单变量拉比法制备高低不同密度的原子团并测量碰撞频移,对照实验数据和理论计算,分析了频移与原子密度比例的线性关系。参照理论分析结果分析研究了可能因为偏离线性关系而造成的各种系统误差因素。2. 绝热绝热跃迁方法测量碰撞频移理论与实验研究。为了获得冷原子碰撞频移测量的不确定度,分析了绝热跃迁过程中的原子状态随时间演化的过程以及精度偏差,得出了误差演化方程,从而可以更简明地分析该方法的误差来源、参数设置要求以及改进脉冲的设计。对脉冲形状参数、时间参数、频率参数,逐一通过理论分析与实验研究,确定不同因素对误差影响的可能性,确定实际参数可能选取的范围。对影响该方法精度的四种因素逐一分析并提出解决方案。首先,参数设置不当可能使得演化过程偏离量子绝热条件,产生误差。系统的误差研究指明了脉冲的功率幅度和调频幅度的合适范围。为了确定时间参数,精确测量分析了原子到达激励腔的精确时间,此结果同时可以用来确定利用干涉开关测量微波泄漏频移的时间参数设置。其次,脉冲中心频率与原子谐振频率偏差可能导致误差。实验分析测量了选态微波腔附近的磁场环境,采用短脉冲锁定原子跃迁来准确测量选态脉冲结束的空间位置的谐振频率,消除了一项主要影响绝热跃迁方法测量精度的因素。第三,对边带效应,确定了可以有效抑制边带效应的磁场值。第四,原子团中存在部分不是由选态过程引入的本底原子数,影响了原子数比例,造成误差。实验确定了该因素的基本性质,并能在消除该因素影响的情况下测量了绝热跃迁方法的不确定度。3. 双变量拉比法测量冷原子碰撞频移研究。在既有的冷原子碰撞频移测量方法的基础上,通过对选态均匀性标准的适度修改,从制备跃迁几率均匀一致的选态方法,改为对跃迁几率比值的均匀性,重新评估了双变量拉比法在冷原子碰撞频移测量中的适用性。通过方案设计,找到同时调整微波强度和频率,寻找合适参数的方法,改进后的方法可以得到任意密度比值的原子团,并有良好的均匀性。通过数值分析和实验测量,研究了双变量拉比方法原子总数比例的稳定性,并通过整体参数的改变评估了原子团局部均匀性,对利用此方法测量碰撞频移的精度做出了评估,并报告了一组测量结果。4. 实现了铯原子喷泉钟与世界协调时的比对。在每次一个月的三组比对中,对比不确定度2.9×10^-15,部分验证了喷泉钟各项频移评估的准确性。