原子气室是一种用于容纳气态原子的密闭容器，内部填充特定原子蒸气并包含缓冲气体（如氮气、氩气）等。
原子气室通常由玻璃或石英制成，以确保原子气室的高透光性（用于激光相互作用）和化学稳定性。为减缓金属原子与气室壁面碰撞对自旋的影响，原子气室壁面通常要做特殊镀膜处理，如涂敷十八烷基三氯硅烷等材料。
原子气室内填充工作原子，如铷（Rb）、铯（Cs）等碱金属，碱金属常温下为固态，加热后形成原子蒸汽，原子蒸汽与激光和磁场作用实现对物理量的高精度测量。原子气室加热方式热气流加热、无磁电加热、激光加热等，其中激光加热是通过直接对气室外侧壁进行激光照射来加热，具有无磁噪声产生、易于小型化等优势，但同时存在成本高、结构复杂、激光功率稳定性要求高等局限。
根据新思界产业研究中心发布的
《2025-2029年中国原子气室行业市场供需现状及发展趋势预测报告》显示，原子蒸汽在光学、化学、物理等领域具有重要研究价值，原子气室作为容纳原子蒸汽的仪器，在量子精密测量、冷原子物理研究、量子通信、量子计算、量子导航等领域拥有广阔应用前景。在量子精密测量领域，原子气室是原子钟、原子磁力计等仪器的核心部件，可为弱磁场测量、时间频率基准等提供理想的原子囚禁环境。
原子钟是目前精确时间频率最高的产品，根据元素不同，原子钟分为氢原子钟、铯原子钟、铷原子钟、CPT原子钟等，其中铷原子钟生产规模更大、应用更广泛。我国是全球少数拥有原子钟批量生产能力的国家，首条芯片原子钟生产线于2023年在天津落成投产，2024年我国原子钟市场规模近10.5亿元，同比增长超13.5%。原子气室是原子钟的核心组件，市场需求空间不断扩大。
近年来，我国逐渐打破了国外技术封锁，实现了芯片原子钟及关键元器件原子气室国产化。原子气室相关企业包括国测量子科技（浙江）有限公司、国器（德清）传感技术有限公司、中国电科十二所、北京未磁科技有限公司等，其中未磁科技是国内商用量子磁场传感技术领军企业，原子气室、光电芯片等核心器件已实现国产化，灵敏度超越美国Quspin等产品。
新思界
行业分析人士表示，原子气室是原子钟、原子陀螺、原子磁力计等器件的核心部件，通过借助原子气室内的电子自旋或核子自旋，实现对时间、角速度或磁场的精密测量。小型化、多通道、多功能集成是原子气室重要发展方向，近年来，随着深硅刻蚀、晶圆级键合等尖端微机电系统（MEMS）技术的应用，原子气室在小型化、多功能集成等方面持续突破。
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