Rubidyum frekans standardı, rubidyum-87 atomunun iki hipernüçey durumunun enerji farkından yararlanarak 6.835 GHz frekansını referans alıyor. Üç gaz hücresi kullanılarak, filtrelenmiş ışıkla optik pompalama yapılırken, mikrodalga enerjisiyle atomların durumları değiştiriliyor. Bu geçiş noktasında ışık emişte bir dalınca oluşuyor ve geri bildirimle mikrodalga osilatörü bu frekansa kilitleniyor.

Rubidyum-85 filtre hücresi, rubidyum-87 ışık kaynağının spektrumundan belirli dalga boyları emerek, optik pompalama için uygun ışık elde edilmesini sağlıyor. Mikrodalga frekansı, atomların iki hipernüçey durumu arasındaki geçiş frekansına eşit olduğunda, ışık emişte bir dalınca oluşuyor. Bu dalınca, fotodetektör tarafından tespit ediliyor ve geri bildirim devresi, mikrodalga osilatörünü bu frekansa kilitliyor.

Rubidyum standardı, kristal osilatörlerin mekanik özelliklerine bağlı kalmadan, atomik geçişlere dayalı bir referans sağlıyor. Bu yöntem, cesyum saatlerinden daha az hassas olsa da, taşınabilir ve daha ekonomik bir seçenek sunuyor. Rubidyum-87 atomunun iki hipernüçey durumu arasındaki geçiş, mikrodalga frekansının hassas bir şekilde kilitlenmesini sağlıyor.