原子自旋傳感器具有超高靈敏度 潛在應(yīng)用場(chǎng)景廣泛
原子自旋傳感器又稱自旋原子傳感器,是指基于原子自旋系統(tǒng)的傳感器,核心原理是通過原子核和電子的自旋對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的敏感性來實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)檢測(cè)。
根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《中國原子自旋傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展及“十五五規(guī)劃”建議報(bào)告》顯示,原子自旋傳感器具有超高靈敏度、長期穩(wěn)定性好等優(yōu)勢(shì),在量子導(dǎo)航、量子精密測(cè)量(如極弱磁場(chǎng)測(cè)量)、生命科學(xué)、國防軍事、高端裝備制造、航空航天、宇宙探索(如暗物質(zhì)搜索)等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用空間。
原子自旋傳感器可細(xì)分為原子自旋慣性傳感器、原子自旋磁傳感器、原子自旋溫度傳感器、原子自旋力傳感器、原子自旋電場(chǎng)傳感器等。原子自旋慣性傳感器主要用于陀螺儀領(lǐng)域,包括無自旋交換弛豫(SERF)原子陀螺儀、金剛石NV(氮-空位)色心陀螺儀、核磁共振陀螺儀等。
金剛石NV色心是一種晶格缺陷結(jié)構(gòu),常以NV?(帶負(fù)電)和NV0(電中性)兩種形式存在,其中NV?的電子自旋態(tài)易于極化與調(diào)控(如通過微波調(diào)控)。NV色心電子自旋信息可通過光探測(cè)磁共振(ODMR)、Ramsey序列、Spin Echo序列等方法探測(cè)。
近年來,國內(nèi)外在原子自旋傳感器領(lǐng)域展開了大量研究,并取得了一定成果,包括美國Northrop Grumman公司、Twinleaf公司、普林斯頓大學(xué)、美國加州大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、國防科技大學(xué)、北京航天控制儀器研究所等。
北京航空航天大學(xué)房建成教授團(tuán)隊(duì)在國內(nèi)率先開展了基于原子自旋的超高靈敏度磁場(chǎng)測(cè)量與慣性測(cè)量技術(shù)研究,2025年該研究團(tuán)隊(duì)提出了一種全新的原子自旋傳感器,利用鉀原子電子自旋與氦-3原子核自旋的雙自旋共振相互作用,實(shí)現(xiàn)了對(duì)弱磁場(chǎng)的超高靈敏和可溯源精準(zhǔn)探測(cè),目前該原子自旋傳感器已用于宇宙暗物質(zhì)候選粒子類軸子探索中。
小型化、集成化是原子自旋傳感器走向工程化應(yīng)用的必經(jīng)之路,但原子自旋傳感器小型化設(shè)計(jì)難度極大,涉及到原子自旋高精密操控技術(shù)、磁場(chǎng)控制技術(shù)、原子源技術(shù)等技術(shù)。受技術(shù)限制,目前原子自旋傳感器普遍處于從實(shí)驗(yàn)室邁向?qū)嶋H應(yīng)用的過渡階段,仍面臨著成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大等挑戰(zhàn)。
新思界行業(yè)分析人士表示,原子自旋傳感器具有高靈敏度、長期穩(wěn)定性好等優(yōu)勢(shì),潛在應(yīng)用場(chǎng)景廣泛。近年來,新一輪的科技革命和產(chǎn)業(yè)變革為原子自旋傳感器技術(shù)進(jìn)步、性能提升帶來了機(jī)遇,同時(shí)隨著國家對(duì)前沿科研成果轉(zhuǎn)化重視度提升,原子自旋傳感器有望在更多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)廣泛應(yīng)用。
中國原子自旋傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展及“十五五規(guī)劃”建議報(bào)告
新思界分析
二部分 中國原子自旋傳感器產(chǎn)業(yè)政策研究
第三章 原子自旋傳感器產(chǎn)業(yè)相關(guān)法律法規(guī)以及政策
第一節(jié) 國家有關(guān)原子自旋傳感器產(chǎn)業(yè)的準(zhǔn)入的政策、扶持政策
第二節(jié) 國家有關(guān)原子自旋傳感器產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃
第三節(jié) 國家有關(guān)原子自旋傳感器產(chǎn)業(yè)的法律法規(guī)
第四章 原子自旋傳感器產(chǎn)業(yè)鏈合作機(jī)制
第一節(jié) 原子自旋傳感器產(chǎn)業(yè)鏈條合作機(jī)制闡述
第二節(jié) 政府角色分析及對(duì)產(chǎn)業(yè)的影響力
一、中國政府工作報(bào)告、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃中有關(guān)原子自旋傳感器的準(zhǔn)入政策、扶持政策
二、中國原子自旋傳感器產(chǎn)業(yè)主管部門,行業(yè)監(jiān)管團(tuán)體
三、中國發(fā)展原子自旋傳感器產(chǎn)業(yè)政府影響因素力分析
第三部分 中國原子自旋傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析
第五章 中國原子自旋傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
第一節(jié) 中國原子自旋傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)
第二節(jié)2021-2024年中國原子自旋傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
一、2021-2024年聚酰亞胺薄膜產(chǎn)能統(tǒng)計(jì)
二、2021-2024年聚酰亞胺薄膜產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)
三、2021-2024年聚酰亞胺薄膜銷售量統(tǒng)計(jì)
四、供需平衡分析
第三節(jié) 中國原子自旋傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向與近年重點(diǎn)項(xiàng)目介紹
第六章 2014-2017年中國原子自旋傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展預(yù)測(cè)
第一節(jié) 中國原子自旋傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景預(yù)測(cè)
第二節(jié) 原子自旋傳感器產(chǎn)業(yè)競爭態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)
第三節(jié) 原子自旋傳感器產(chǎn)業(yè)進(jìn)入風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)
第七章 未來五年中國原子自旋傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展定位及發(fā)展方向
第一節(jié) 產(chǎn)業(yè)定位
第二節(jié) 產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向
第三節(jié) 產(chǎn)業(yè)發(fā)展保障
第四部分 國內(nèi)原子自旋傳感器模式及案例研究
第八章 中國原子自旋傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀概述
第一節(jié) 中國原子自旋傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式
第二節(jié) 原子自旋傳感器產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈闡述
第三節(jié) 原子自旋傳感器產(chǎn)業(yè)盈利模式分析
第九章 中國原子自旋傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式及典型案例
第一節(jié) 中國原子自旋傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式
第二節(jié) 原子自旋傳感器產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈闡述
第三節(jié) 原子自旋傳感器產(chǎn)業(yè)盈利模式分析
第四節(jié) 中國原子自旋傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向與近年重點(diǎn)項(xiàng)目介紹
第五節(jié) 典型案例一
一、案例一簡介
二、政府角色及相關(guān)優(yōu)惠政策
三、原子自旋傳感器項(xiàng)目對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生的影響
四、原子自旋傳感器項(xiàng)目發(fā)展模式分析
五、原子自旋傳感器項(xiàng)目借簽意義
第六節(jié) 典型案例二(目錄同上)
第七節(jié) 典型案例三(目錄同上)
第八節(jié) 典型案例四(目錄同上)
第五部分 國內(nèi)典型地區(qū)原子自旋傳感器研究
第十章 國內(nèi)典型地區(qū)發(fā)展原子自旋傳感器產(chǎn)業(yè)進(jìn)展研究
第一節(jié) A地區(qū)
一、近幾年A地區(qū)原子自旋傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)展概述
二、政府角色及相關(guān)優(yōu)惠政策
三、對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生的影響
四、發(fā)展模式分析
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