碱金属原子气室是一种可以容纳碱金属原子（如铷Rb、铯Cs）的密闭容器，内部的碱金属原子经加热形成碱金属原子蒸汽，通过和激光磁场相互作用，来实现对物理量的高精度测量。
碱金属原子气室需具备高透光性和化学稳定性，通常由硼硅酸盐玻璃或石英制成，内部填充碱金属及缓冲气体（如氮气、氩气）、淬灭气体等，其中碱金属加热后形成原子蒸汽，缓冲气体用于降低碱金属原子与气室壁的碰撞弛豫，减少因碰撞导致的相干性损失，淬灭气体用于消除辐射俘获效应导致的原子退极化。
根据新思界产业研究中心发布的
《2025-2030年中国碱金属原子气室行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示，碱金属原子气室是芯片级原子钟、原子陀螺仪、原子磁力仪等量子仪器的主要核心元件，在原子物理、量子光学、精密测量、科学研究、工业检测等领域有着广泛应用。近年来，随着量子科技技术发展，芯片级原子钟、原子陀螺仪等量子仪器逐渐成为科研、工业领域的核心装备，进而带动碱金属原子气室市场需求释放。
碱金属原子气室加热方法包括热气流加热、无磁电加热、激光加热等。碱金属原子气室是量子仪器的核心部件，性能直接决定着了仪器的测量精度与稳定性，近年来，为顺应量子仪器小型化、集成化、高精度、高灵敏度发展趋势，碱金属原子气室加热方法、加热结构在不断优化。
小型化、多功能集成是碱金属原子气室当前研究热点，近年来，得益于微机电系统（MEMS）技术的发展和应用，碱金属原子气室小型化发展实现了突破。西安交通大学团队利用MEMS工艺，研制出了玻璃/硅/玻璃三明治式微加工混合碱金属气室，基于MEMS混合碱金属气室的SERF（无自旋交换弛豫）原子磁强计具有高灵敏度、均匀自旋极化率等特点，可用于极弱脑磁测量等生物磁场成像中。
近年来，我国企业逐渐攻克了碱金属原子气室技术和工艺难点，实现了其自主化生产。其中国器（德清）传感技术有限公司成立于2024年，由北京航空航天大学团队孵化，产品覆盖多通道阵列式SERF原子磁强计、高性能碱金属气室、高精密电控系统等，在碱金属原子气室定制方面具有强大实力。
新思界
行业分析人士表示，碱金属原子气室是原子钟、原子陀螺仪、原子磁力仪等量子仪器的核心组件，在原子物理、精密测量、科学研究、工业检测等领域拥有广阔应用空间。近年来，得益于新材料、新工艺（MEMS工艺）及量子技术的发展，碱金属原子气室在便携性、多功能集成、环境适应性等方面持续突破，应用空间不断扩大。
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