本发明提供了一种光频原子钟闭环锁定状态探测系统，包括激光发射模块、原子束管、参数探测模块、PID模块、荧光探测器、专家诊断库、反馈控制模块；参数探测模块包含多个参数探测单元，第二波长激光在第一波长激光与原子束管的原子作用前、后的波长和功率值；荧光探测器探测后的电信号电压值；经过PID模块后的电信号电压值；原子炉温度、原子共振信号以及原子束管的温度；PID模块检测PID锁定参数。本发明瞄准目前原子光钟闭环锁定状态缺乏智能化监测的问题，创新性地提出利用多个电路模块，探测电压、带宽等指标，并对多项参数进行实时监测控制，分析内在关联，有助于提高系统闭环锁定指标。