Принцип работы атомных датчиков зависит от их типа:

1. Атомные датчики для радиосвязи. 1 Два лазера с разной длиной волны переводят атомы цезия, находящиеся в стеклянной колбе в виде газа, в высокоэнергетические состояния. 1 В этих состояниях атомы цезия обладают высокой восприимчивостью к электромагнитному излучению. 1 Атомный датчик принимает входные сигналы и преобразует их в излучение с другой длиной волны. 1 Один сигнал действует как опорный и имеет постоянную частоту, а второй изменяется в зависимости от входящего сигнала. 1 При помощи лазеров измеряют состояния атомов, чтобы обнаружить и измерить различия в частоте и фазе между двумя потоками излучения. 1 Основываясь на разнице фаз в двух точках конструкции, можно вычислить, откуда пришёл сигнал. 1

2. Атомные магнитометры. 3 Измеряют частоту прецессии определённых атомов в магнитном поле. 3 Магнитный момент атома прецессирует вокруг вектора магнитного поля с частотой, пропорциональной измеряемому магнитному полю. 3 Прецессирующие атомы модулируют интенсивность светового луча. 3

3. Атомные интерферометры. 4 С помощью последовательности лазерных импульсов атомы переводят в суперпозиции подвижных состояний. 4 Различия в движении этих наложенных состояний измеряют путём рекомбинации наложений и обнаружения интерференции между ними. 4