1.一种基于高速直调dfb激光器芯片原子钟系统，其特征是，原子钟系统包括：高速直调dfb激光器、原子气室、综合电路控制系统；原子钟系统的激光器具体采用设有内置式光栅分布反馈的高速直调dfb激光器，降低原子钟系统对于环境温度的敏感程度，提高芯片原子钟的中长期稳定度；所述高速直调dfb激光器通过对dfb激光器进行改进，缩短dfb激光器结构中增益介质的长度，使得加快激光器的响应速度和提高调制速率到超过10ghz；所述原子气室可采用真空绝热结构微型原子气室。
2.如权利要求1所述基于高速直调dfb激光器芯片原子钟系统，其特征是，所述系统还适合利用不同类型的高速直调激光器，包括高速直调集成干涉共振半导体激光器、高速直调bdr激光器、改进的干涉型vcsel激光；所述改进的干涉型vcsel激光器通过在vcsel激光器出光口加上具有选模作用的干涉滤光片或光栅滤光片得到。
3.如权利要求1所述基于高速直调dfb激光器芯片原子钟系统，其特征是，所述系统的实现方法包括如下步骤：
1)高速直调dfb激光器发出激光信号，经聚焦透镜、准直透镜、四分之一波片后射入原子气室；
2)激光信号与原子在气室内进行相互作用后，被高速光电探测器接收，通过带通滤波器分离出两个时域上的叠加信号，分别为微波信号和直流信号，将它们分别传递给dc调制解调模块和微波调制解调模块；
3)对于微波环路频率，通过微波调制解调模块对低通滤波器从时域叠加信号中分离出的微波信号进行调制解调，得到微波鉴频信号传递给晶体振荡器，通过配置锁相环模块使输出的微波频率与晶体振荡器的频率完成相位锁定；
4)对于直流环路频率，通过与dc调制解调模块对低通滤波器从时域叠加信号中分离出的直流信号进行调制、解调，得到的鉴频信号传递给伺服控制模块；
5)伺服控制模块将鉴频信号传递给bias-tee模块进行耦合后反馈给高速直调dfb激光器，实现对高速直调dfb激光器的稳频控制。
4.一种基于卡尔曼滤波控温与控频的芯片原子钟实现方法，包括如下步骤：
1)激光器发出激光信号，经聚焦透镜、准直透镜、四分之一波片后射入带有卡尔曼滤波温度控制和磁屏蔽结构的原子气室；
2)通过温度控制卡尔曼滤波器对激光器和原子气室进行基于卡尔曼滤波的温度控制，温度控制过程与基于卡尔曼滤波控温与控频的高速直调dfb激光芯片原子钟当中所提到的方法一致，此处不再赘述；
3)激光信号与原子在气室内进行相互作用后，被高速光电探测器接收，通过带通滤波器分离出两个时域上的叠加信号，分别为微波信号和直流信号，将它们分别传递给与卡尔曼滤波功能接口相匹配的dc调制解调模块和微波调制解调模块；
4)对于微波环路频率，通过微波调制解调模块对低通滤波器从时域叠加信号中分离出的微波信号进行调制解调，得到微波鉴频信号传递给晶体振荡器，通过配置锁相环模块使输出的微波频率与晶体振荡器的频率完成相位锁定；
5)对于直流环路频率，通过与卡尔曼滤波功能接口相匹配的dc调制解调模块对低通滤波器从时域叠加信号中分离出的直流信号进行调制、解调，得到的鉴频信号传递给用于频率控制的卡尔曼滤波模块(或称频率控制卡尔曼滤波器)，对其进行卡尔曼滤波处理，从而得到更加稳定、准确的鉴频信号；
6)经过卡尔曼滤波处理的鉴频信号经与卡尔曼滤波功能接口相匹配的伺服控制模块传递给bias-tee模块后反馈给激光器，实现对激光器的稳频控制。
5.一种基于卡尔曼滤波控温与控频的高速直调dfb激光芯片原子钟实现方法，通过卡尔曼滤波结合pid控制对cpt相干布局数囚禁芯片原子钟的激光和原子气室进行温度控制，用低温度漂移系数的高速直调dfb激光和卡尔曼滤波控制温度和输出频率，进而提高cpt原子钟的中长期频率稳定度；包括如下步骤：
1)高速直调dfb激光器发出激光信号，经聚焦透镜、准直透镜、四分之一波片后射入带有卡尔曼滤波温度控制和磁屏蔽结构的原子气室；
2)通过温度控制卡尔曼滤波器对高速直调dfb激光器和原子气室进行基于卡尔曼滤波的温度控制，包括如下过程；
21)首先确定温度控制卡尔曼滤波器的状态方程和测量方程表达式：t(k+1)＝φt(k)+w(k)，y(k)＝ht(k)+v(k)，其中t(k)为系统自身的温度状态状态方程，y(k)为温度的测量方程，φ为状态转移矩阵，w(k)为芯片原子钟系统噪声，v(k)为观测噪声；
22)通过温度控制卡尔曼滤波器进行温度状态预测，再对预测状态进行更新；
预测温度状态的过程公式为
再对预测温度状态进行更新，更新公式为：k(k+1)＝p(k+1|k)ht[hp(k+1|k)ht+r]-1，
23)将k+1时刻温度的最优值作为下一时刻温度的目标值，传递给与卡尔曼滤波功能接口相匹配的温度pid模块，进行比例积分微分控制；设置更新间隔时间，每个间隔时间更新一次，循环执行直至控温过程结束；
3)激光信号与原子在气室内进行相互作用后，被高速光电探测器接收，通过带通滤波器分离出两个时域上的叠加信号，分别为微波信号和直流信号，再分别传递给与卡尔曼滤波功能接口相匹配的dc调制解调模块和微波调制解调模块；
4)对于微波环路频率，通过微波调制解调模块对低通滤波器从时域叠加信号中分离出的微波信号进行调制解调，得到微波鉴频信号传递给晶体振荡器，通过配置锁相环模块使输出的微波频率与晶体振荡器的频率完成相位锁定；
5)对于直流环路频率，通过与卡尔曼滤波功能接口相匹配的dc调制解调模块对低通滤波器从时域叠加信号中分离处的直流信号进行调制、解调，得到的鉴频信号传递给用于频率控制的卡尔曼滤波模块，进行卡尔曼滤波处理，从而得到稳定、准确的鉴频信号；
6)经过卡尔曼滤波处理的鉴频信号经与卡尔曼滤波功能接口相匹配的伺服控制模块传递给bias-tee模块，再反馈给高速直调dfb激光器，实现对高速直调dfb激光器的稳频控制。
6.如权利要求5所述基于卡尔曼滤波控温与控频的高速直调dfb激光芯片原子钟实现方法，其特征是，卡尔曼滤波器的滤波方法可采用指数平滑预测、回归算法、贝叶斯估计方法；卡尔曼滤波器包括步骤2)中的温度控制卡尔曼滤波器与步骤6)中的用于频率控制的卡尔曼滤波模块。
7.如权利要求5所述基于卡尔曼滤波控温与控频的高速直调dfb激光芯片原子钟实现方法，其特征是，温度控制卡尔曼滤波器的状态方程和测量方程表达式为：
t(k+1)＝φt(k)+w(k)
y(k)＝ht(k)+v(k)
其中，t(k)为芯片钟系统自身的温度状态状态方程，y(k)为芯片钟系统温度的测量方程，φ为状态转移矩阵，h为观测矩阵,w(k)为芯片钟系统噪声，v(k)为芯片钟的测量噪声，其对应的方差分别为q、r，其值通过芯片钟元器件的噪声来具体确定；
温度控制卡尔曼滤波器的实现过程分为预测和更新两个过程；
预测过程的公式为：
p(k+1|k)＝φp(k|k)φt+γqγt式(2)
其中，式(1)为由k时刻得到芯片钟的k+1时刻温度的预测值，式(2)为由k时刻得到芯片钟的k+1时刻温度协方差预测值，得到预测值之后对温度控制卡尔曼滤波器进行状态的更新，
更新过程的方程为：
k(k+1)＝p(k+1|k)ht[hp(k+1|k)ht+r]-1式(3)
p(k+1)＝[1-k(k+1)h]p(k+1|k)式(5)
其中，式(3)为芯片钟卡尔曼增益公式，式(4)为状态更新后k+1时刻芯片钟温度的最优值，式(5)为状态更新后k+1时刻芯片钟的温度误差协方差；
最后，将式(4)中k+1时刻芯片钟的激光和气室温度的最优值作为下一时刻的目标值，传递给与卡尔曼滤波功能接口相匹配的温度pid模块，进行比例积分微分控制，每秒更新一次，如此循环往复直至控温过程结束；
卡尔曼滤波频率控制的实现方法包括如下过程：
首先系统初始的频率状态方程为：
f(k+1)＝φf(k)+w(k)
z(k)＝hf(k)+v(k)
其中，f(k)为芯片钟系统自身的频率状态状态方程，z(k)为芯片钟系统频率的测量方程，与温度控制过程的方程类似，φ为状态转移矩阵，h为观测矩阵,w(k)为系统噪声，v(k)为测量噪声，其对应的方差分别为q、r；
卡尔曼滤波频率控制的预测方程为：
卡尔曼滤波频率控制的频率更新方程为：
经过不断迭代更新卡尔曼滤波频率控制的频率，实现将高速直调dfb激光的直流电流锁定在原子与激光获得cpt共振信号的频率处，从而提高芯片原子钟的系统频率稳定度指标。
8.如权利要求5所述基于卡尔曼滤波控温与控频的高速直调dfb激光芯片原子钟实现方法，其特征是，采用的原子为铷原子或采用的原子为包括铯原子的其他碱金属原子。
9.一种基于卡尔曼滤波控温与控频的高速直调dfb激光芯片铷原子钟，包括物理系统和电路控制系统；其中：
物理系统包括：带卡尔曼滤波温度控制和磁屏蔽结构的原子气室、带卡尔曼滤波温度控制低温度漂移系数高速直调dfb激光器、聚焦透镜、准直透镜、四分之一波片、高速光电探测器；带独立卡尔曼滤波器的激光和原子气室温度控制系统包括：温度电源、与卡尔曼滤波功能接口相匹配的激光和原子气室加热装置、与卡尔曼滤波功能接口相匹配的温度pid模块、卡尔曼滤波模块；电路控制系统包括：带通滤波器、与卡尔曼滤波功能接口相匹配的dc调制解调模块、卡尔曼滤波模块、与卡尔曼滤波功能接口相匹配的伺服控制模块、微波调制解调模块、晶体振荡器、锁相环模块、bias-tee模块；
高速直调dfb激光器发出激光信号，经聚焦透镜、准直透镜、四分之一波片后射入带有卡尔曼滤波温度控制和磁屏蔽结构的原子气室；
激光信号与铷原子在原子气室内进行相互作用后，被高速光电探测器接收，光电探测器测得的信号为激光环路频率和微波环路频率在时域上的叠加信号，通过带通滤波器分离两个信号，分别传递给与卡尔曼滤波功能接口相匹配的dc调制解调模块和微波调制解调模块，通过调制、解调得到的鉴频信号传递给卡尔曼滤波模块对其进行卡尔曼滤波处理，从而得到稳定准确的鉴频信号；由此实现通过卡尔曼滤波结合pid控制对cpt原子钟的激光和原子气室进行温度控制；
鉴频信号经与卡尔曼滤波功能接口相匹配的伺服控制模块后传递给bias-tee模块与微波环路的信号进行耦合后，反馈给高速直调dfb激光；
对于微波环路频率，探测器输出的复合时域信号经滤波后传递给微波调制解调模块，通过调制解调得到的微波鉴频信号传递给晶体振荡器，通过配置锁相环模块使输出的微波频率与晶体振荡器的频率完成相位锁定。
10.如权利要求9所述基于卡尔曼滤波控温与控频的高速直调dfb激光芯片铷原子钟，其特征是，具体采用聚焦透镜和准直透镜进行缩束和准直处理，得到平行光束；
和/或，具体用四分之一波片将线偏振光转变为圆偏振光射；物理系统的光路部分通过衰减片将光强调节优化到最优的状态；
和/或，对原子气室进行磁屏蔽处理；
和/或，带卡尔曼滤波的激光和原子气室加热装置包括各自的加热制冷装置、热敏电阻，加热制冷装置用于为原子气室进行加热和控温保温，热敏电阻用于测量激光和原子气室的温度并将数据发送给卡尔曼滤波模块。