秒长国家计量基准（national primary frequency standard），工学-仪器科学与技术-计量学-时间频率计量-频率标准，直接复现秒定义的实验装置。输出的标准频率具有最高计量学特性，作为统一全国秒长量值（频率量值）最高依据的计量器具，全国只有一套。1967年，秒定义从天文秒改为原子秒，定义在铯原子基态能级跃迁上。铯原子钟（图1）成为直接复现秒定义的实验装置。图1 铯钟世界上第一台热铯束钟是英国国家物理实验室（NPL）1955年研制完成的。中国计量科学研究院从20世纪70年代起开始了热铯束钟的研究，1981年研制完成的NIM3热铯束钟，相对频率不确定度达到3×10-13，经批准作为中国第一代秒长国家计量基准。2003年，中国计量科学研究院研制完成了中国第一台激光冷却铯原子喷泉钟NIM4，不确定度达到8.5×10-15，随后改进提高至5×10-15，经国家质量监督检验检疫总局批准替代NIM3热铯束钟，成为中国第二代秒长国家计量基准。