相干布居囚禁（CPT）原子磁力儀應(yīng)用前景廣闊 目前靈敏度仍有提升空間

　　相干布居囚禁（CPT）原子磁力儀又稱相干布居囚禁磁強(qiáng)計(jì)，是基于相干布居囚禁效應(yīng)和原子精細(xì)結(jié)構(gòu)能級(jí)在磁場(chǎng)中的塞曼分裂現(xiàn)象的原子磁力儀。

　　原子磁力儀是一類通過光抽運(yùn)實(shí)現(xiàn)堿金屬原子自旋極化，進(jìn)而檢測(cè)其拉莫爾進(jìn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)弱磁場(chǎng)精密測(cè)量的儀器。原子磁力儀是目前研究最多的新型極弱磁探測(cè)儀器，根據(jù)工作機(jī)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(zhuǎn)（NMOR）磁力儀等多種類型。

　　CPT原子磁力儀具有無測(cè)量死角、寬動(dòng)態(tài)范圍、無長(zhǎng)期漂移、高準(zhǔn)確度、環(huán)境適應(yīng)強(qiáng)、適合集成化和小型化設(shè)計(jì)等優(yōu)勢(shì)，克服了傳統(tǒng)光泵原子磁力儀、質(zhì)子磁力儀等存在的輸出速率低、測(cè)量盲區(qū)等問題，在空間弱磁探測(cè)、磁異常探測(cè)、醫(yī)學(xué)影像、衛(wèi)星導(dǎo)航、物理研究、礦產(chǎn)資源勘探等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用空間。

　　根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《2025-2029中國(guó)相干布居囚禁（CPT）原子磁力儀行業(yè)市場(chǎng)現(xiàn)狀綜合研究及投資前景預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示，21世紀(jì)以來，全球包括美國(guó)、中國(guó)、奧地利等在內(nèi)的多個(gè)國(guó)家開展了CPT原子磁力儀研究，研究單位包括美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院、奧地利科學(xué)空間研究所、北京航天控制儀器研究所、中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心等。

　　CPT原子磁力儀工作物質(zhì)主要為堿金屬原子銫或銣，關(guān)鍵技術(shù)涉及到高性能原子氣室、四峰閉環(huán)、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(shí)際應(yīng)用中仍需進(jìn)一步優(yōu)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(hào)”02星的CPT原子磁力儀。2025年我國(guó)在量子磁探測(cè)領(lǐng)域取得重大進(jìn)展，研發(fā)出無人機(jī)載量子探潛設(shè)備，該項(xiàng)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(jī)載量子探潛設(shè)備精度達(dá)到皮特斯拉級(jí)。

　　新思界行業(yè)分析人士表示，目前精密測(cè)量已經(jīng)進(jìn)入量子時(shí)代，量子精密測(cè)量市場(chǎng)保持快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，2024年全球市場(chǎng)規(guī)模約3.5億美元，預(yù)計(jì)2030年將達(dá)40億美元左右。量子磁測(cè)量是量子精密測(cè)量領(lǐng)域金融投資熱點(diǎn)，CPT原子磁力儀作為量子磁測(cè)量的潛力工具，整體技術(shù)在不斷發(fā)展，未來應(yīng)用空間廣闊。

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