相干布居囚禁(CPT)原子磁力儀又稱相干布居囚禁磁強計,是基于相干布居囚禁效應和原子精細結構能級在磁場中的塞曼分裂現象的原子磁力儀。
原子磁力儀是一類通過光抽運實現堿金屬原子自旋極化,進而檢測其拉莫爾進動實現弱磁場精密測量的儀器。原子磁力儀是目前研究最多的新型極弱磁探測儀器,根據工作機制不同,原子磁力儀分為光泵浦原子磁力儀(OPM)、CPT原子磁力儀、無自旋交換弛豫(SERF)磁力儀、非線性磁光旋轉(NMOR)磁力儀等多種類型。
CPT原子磁力儀具有無測量死角、寬動態范圍、無長期漂移、高準確度、環境適應強、適合集成化和小型化設計等優勢,克服了傳統光泵原子磁力儀、質子磁力儀等存在的輸出速率低、測量盲區等問題,在空間弱磁探測、磁異常探測、醫學影像、衛星導航、物理研究、礦產資源勘探等領域具有廣闊應用空間。
根據新思界產業研究中心發布的
《2025-2029中國相干布居囚禁(CPT)原子磁力儀行業市場現狀綜合研究及投資前景預測報告》顯示,21世紀以來,全球包括美國、中國、奧地利等在內的多個國家開展了CPT原子磁力儀研究,研究單位包括美國國家標準與技術研究院、奧地利科學空間研究所、北京航天控制儀器研究所、中國科學院國家空間科學中心等。
CPT原子磁力儀工作物質主要為堿金屬原子銫或銣,關鍵技術涉及到高性能原子氣室、四峰閉環、失鎖自鎖定等。作為新型原子磁力儀,目前CPT原子磁力儀靈敏度與理論極限相比存在較大差距,在實際應用中仍需進一步優化,此外小型化集成也是CPT原子磁力儀重要探索方向。
北京航天控制儀器研究所研制了用于“張衡一號”02星的CPT原子磁力儀。2025年我國在量子磁探測領域取得重大進展,研發出無人機載量子探潛設備,該項目采用靈敏度為8皮特斯拉的自主全向CPT原子磁力儀,使得無人機載量子探潛設備精度達到皮特斯拉級。
新思界
行業分析人士表示,目前精密測量已經進入量子時代,量子精密測量市場保持快速增長態勢,2024年全球市場規模約3.5億美元,預計2030年將達40億美元左右。量子磁測量是量子精密測量領域金融投資熱點,CPT原子磁力儀作為量子磁測量的潛力工具,整體技術在不斷發展,未來應用空間廣闊。
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