芯片化 SERF 原子磁强计

芯片化 SERF 原子磁强计

量子精密测量是量子科技三大核心方向之一。「十五五」规划纲要将其列为重点培育的未来产业方向,明确提出突破量子精密测量关键技术,推动其在生物医学成像、矿产资源勘探、国防安全与自主导航、半导体检测与工业无损检测、电力能源设施监测等领域开展实用化验证与应用。

近年来,随着国内量子技术国产化进程加快、产业升级对高精度测量手段的依赖增强,各相关行业对自主可控的高性能磁强计需求持续上升。中国市场在全球磁传感产业格局中展现出显著的增长活力。

技术积累与研究历程

公司核心技术源于房建成院士团队自 2008 年起在极弱磁场与惯性测量方向持续 18 年的系统研究。团队先后牵头承担多项国家级重大科研项目,实现了从量子精密测量物理原理验证 → 专用装置研制 → 工程化仪器开发 → 量产传感器制造的全链条技术贯通。

2019

实现国际领先的技术指标

实现了测量灵敏度 0.089 fT/Hz½ @ 30 Hz,优于同期普林斯顿大学公开报道的 0.16 fT/Hz½ @ 40 Hz 指标,在该技术指标维度上实现了国际领先。

2025

第三代测量装置

第三代测量装置将极弱磁测量灵敏度提升至 0.027 fT/Hz½ @ 30 Hz,在相同频点下较 2019 年成果提升约 3.3 倍。

2030

远期规划目标(尚未实现)

远期规划方面,团队提出 2030 年灵敏度目标为 0.005 fT/Hz½ @ 30 Hz,持续保持技术迭代节奏。

核心技术指标与产品化进展

当前传感器产品在灵敏度、体积、寿命及产品覆盖度等维度均具有明确的技术优势。

灵敏度指标

已达到 5 fT/Hz½。该指标基于实际产品测试数据,能够在约 50 μT 的地磁场背景环境下稳定分辨 nT 级以下微弱磁场信号变化,可满足心磁 / 脑磁信号探测、磁异常探测等典型高灵敏度应用需求。

体积与集成度

传感器体积 3.8 cm3,横截面尺寸 1.9 cm2。该体积规格已具备与可穿戴设备、无人机载荷、井下仪器等平台集成的可行性。

寿命与可靠性

采用全球首创光纤分光技术方案,规避了传统 VCSEL 光源方案因自热效应导致的光功率衰减与器件失效问题,在保持灵敏度指标的同时,显著提升了系统工作寿命与长期稳定性。

产品覆盖度

已构建单光磁强计、VCSEL 磁强计、双光磁强计三条产品线。三种技术路线在灵敏度、体积、功耗、成本等设计维度上各有侧重,可覆盖从基础科研到工业检测的差异化应用需求。

研发体系与创新能力

依托「量子科技学院 + 大科学装置研究院 + 杭州极弱磁场国家重大科技基础设施研究院」的「三院融合」体系,构建起从基础研究到技术攻关再到成果转化的高效创新通道,实现了学术前沿与产业应用的深度耦合。

全线自研能力

研发团队系统掌握多模式光泵浦、高精度量子态操控、低噪声光电探测及先进信号处理等全链条核心技术,在光学设计、电磁屏蔽、温控补偿、主动磁补偿等多学科交叉领域形成深厚技术积淀,具备从底层物理机理到顶层系统集成的完整研发纵深。

完整知识产权壁垒

已累计布局 20+ 项量子测量核心专利,全面覆盖核心器件结构、光路设计方案、信号处理方法及系统架构等关键技术环节,构建了严密的知识产权保护体系。

人才战略高地

依托大科学装置与国家重大科技基础设施,汇聚并培养了极弱磁测量领域的顶尖青年科学家与工程专家队伍,形成了学术界与产业界双向流动、协同创新的良性循环。

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