一种实现正交圆偏振光CPT原子钟物理系统的装置，包括激光束发射装置、衰减片、第一λ/4波片、汽泡、第二λ/4波片、透镜、反射镜和光电探测器，激光束发射装置发出的线偏振圆形发散光经衰减片、第一λ/4波片、汽泡和第二λ/4波片后得到第二线偏振发散光，第二线偏振发散光经透镜后变成线偏振平行光，线偏振平行光经反射镜一部分透射进入光电探测器探测，另一部分反射得到第一线偏振反射平行光，第一线偏振反射平行光经透镜聚焦变成第一线偏振反射会聚光，第一线偏振反射会聚光经第二λ/4波片、汽泡、第一λ/4波片和衰减片后变成第三线偏振反射会聚光，注入到垂直腔面发射激光器里面。本装置能将原子集中在“0‑0能级”，使CPT信号增强，提高信号对比度，降低微波功率。