安定な状態に揃えられた原子に電磁波を時間 ｔ だけ照射し、 その後時間 Ｔ だけ待って再び同じ周波数の電磁波を時間 ｔ だけ照射します。（下図参照）

このように２回に分けて原子に電磁波を照射すると、 原子が安定な状態から不安定な状態に移る確率は、実際に 電磁波を照射する時間 ｔ ばかりでなく、２回の照射の間の 時間 Ｔ にも依存します。
原子の状態が変化する確率は、Ｔが長ければ長い程、 照射した電磁波の周波数変化に敏感になるのです。 この現象を「ラムゼー共鳴」と呼びます。
Ｔを長くすることにより、原子の状態を変化させられる 電磁波の周波数範囲を狭め れば、その中心周波数をもっと高い精度で測定することが可能になります。



右の図は、NICT-O1で得られたラムゼー共鳴信号の一例です。
周波数差が半値幅を超えたあたりから、正弦振動からだいぶはずれた形になっていきます。 Ｔ の値を大きくすると（電磁波を照射する間隔を長くすると）図中に １／２Ｔ で示した部分の幅が狭くなり、中心周波数を確定しやすくなります。