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相干布居囚禁(CPT)原子磁力仪应用前景广阔 目前灵敏度仍有提升空间

2025-08-21 17:31      责任编辑:王昭    来源:www.newsijie.com    点击:
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相干布居囚禁(CPT)原子磁力仪应用前景广阔 目前灵敏度仍有提升空间

  相干布居囚禁(CPT)原子磁力仪又称相干布居囚禁磁强计,是基于相干布居囚禁效应和原子精细结构能级在磁场中的塞曼分裂现象的原子磁力仪。

  原子磁力仪是一类通过光抽运实现碱金属原子自旋极化,进而检测其拉莫尔进动实现弱磁场精密测量的仪器。原子磁力仪是目前研究最多的新型极弱磁探测仪器,根据工作机制不同,原子磁力仪分为光泵浦原子磁力仪(OPM)、CPT原子磁力仪、无自旋交换弛豫(SERF)磁力仪、非线性磁光旋转(NMOR)磁力仪等多种类型。

  CPT原子磁力仪具有无测量死角、宽动态范围、无长期漂移、高准确度、环境适应强、适合集成化和小型化设计等优势,克服了传统光泵原子磁力仪、质子磁力仪等存在的输出速率低、测量盲区等问题,在空间弱磁探测、磁异常探测、医学影像、卫星导航、物理研究、矿产资源勘探等领域具有广阔应用空间。

  根据新思界产业研究中心发布的《2025-2029中国相干布居囚禁(CPT)原子磁力仪行业市场现状综合研究及投资前景预测报告》显示,21世纪以来,全球包括美国、中国、奥地利等在内的多个国家开展了CPT原子磁力仪研究,研究单位包括美国国家标准与技术研究院、奥地利科学空间研究所、北京航天控制仪器研究所、中国科学院国家空间科学中心等。

  CPT原子磁力仪工作物质主要为碱金属原子铯或铷,关键技术涉及到高性能原子气室、四峰闭环、失锁自锁定等。作为新型原子磁力仪,目前CPT原子磁力仪灵敏度与理论极限相比存在较大差距,在实际应用中仍需进一步优化,此外小型化集成也是CPT原子磁力仪重要探索方向。

  北京航天控制仪器研究所研制了用于“张衡一号”02星的CPT原子磁力仪。2025年我国在量子磁探测领域取得重大进展,研发出无人机载量子探潜设备,该项目采用灵敏度为8皮特斯拉的自主全向CPT原子磁力仪,使得无人机载量子探潜设备精度达到皮特斯拉级。

  新思界行业分析人士表示,目前精密测量已经进入量子时代,量子精密测量市场保持快速增长态势,2024年全球市场规模约3.5亿美元,预计2030年将达40亿美元左右。量子磁测量是量子精密测量领域金融投资热点,CPT原子磁力仪作为量子磁测量的潜力工具,整体技术在不断发展,未来应用空间广阔。

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