本发明公开了一种201Hg+同位素汞离子微波频标装置，在一个具体的实施例中，所述装置包括：依次连接的氦气瓶、氦漏、汞201同位素炉子，用于产生汞201同位素；所述汞201同位素炉子通过不锈钢管道与混合离子阱连接；所述混合离子阱连接有光路整形装置，所述光路整形装置入光侧连接有汞198抽运谱灯，所述汞198抽运谱灯形成的抽运光通过所述光路整形装置整形为长方形光斑进入到所述混合离子阱；所述光子收集装置设置于所述混合离子阱的第二端面；所述伺服控制装置通过所述光子收集装置接收所述跃迁荧光信号得到误差电压，通过线缆将所述误差电压输入至本振的电压输入端，调节本振的频率输出，其输出端通过29.9GHz倍频链路连接角锥喇叭辐射至所述混合离子阱。