量子磁探

量子磁探

量子科技已是国家战略核心赛道,「十五五」规划明确 2030 年三大目标:量子通信全球领先、量子计算实现实用化突破、量子精密测量达成规模化应用。

量子精密测量是量子技术产业化关键入口,依托量子效应突破经典物理极限,向芯片化、小型化、工程化、低成本演进,将重构地磁导航、地质勘探、磁异常监测、生物医学等领域感知体系,是全球科技竞争重点领域。

公司紧跟国家战略,重点开展 NMOR 地磁原子磁强计、光泵地磁原子磁强计及配套应用系统的研发与产业化,助力量子精密测量产业高质量发展。

工作原理与技术路径

基于碱金属原子的光抽运 + 原子磁共振(原子极化)物理机理:利用激光与碱金属原子相互作用,使原子产生极化;在外磁场作用下原子发生磁共振,引发探测光光学特性(光强 / 偏振面旋光)改变;再通过光电探测拾取光学信号,经调制解调提取原子共振特征,最终反演得到待测磁场大小,属于光学原子磁力计技术路线,依靠原子能级对外磁场的响应实现磁场精密测量。

面向地磁精密测量场景,产品可广泛应用于应急救援、资源勘探、地震台站地磁监测、动力电池检测、电线电缆隐患排查、海洋磁异常探测、地磁导航等多类磁场探测业务。

技术积累与研究历程

核心技术源自房建成院士科研团队,十余年持续攻关,完成从原理样机、工程迭代、外场验证到商业化产品的全链条研发。

NMOR 地磁原子磁强计探头

核心器件升级

推进激光器、无磁探头、精密电控、气室温控等关键部件国产化攻关。激光器切换至 VCSEL 新路线,探头、电控、温控架构持续迭代,向着高集成、高可靠、低成本、高稳定方向突破。

NMOR 原子磁强计与地磁台数据日变对比

性能指标演进

聚焦提升灵敏度、降低功耗、优化量产成本,对标行业先进水平,攻克矢量地磁测量技术,补齐国内技术短板,构建科研级、工程级多梯度技术储备。

内蒙古锡林浩特无人机航磁外场作业

应用场景拓展

针对地磁台站观测、航磁探测、空间监测、地磁导航、应急搜救、工业检测等需求做场景适配,实现实验室技术工程化落地。

核心技术指标与产品化进展

自 2023 年首台原型机验证至今,NMOR、光泵、磁通门三条产品线并行迭代,逐年完成从原理验证到工程样机、再到商用型号的完整演进。

NMOR 地磁原子磁强计 GA-NM-2

NMOR 磁强计

基于高阶原子极化效应,灵敏度与集成度双线迭代,面向地磁台站高精度长期观测。

性能迭代

灵敏度由原型机 95 fT/Hz½ 持续优化,现已达到 <50 fT/Hz½ @10 nT、<200 fT/Hz½ @1000 nT、<3.5 pT/Hz½ @50000 nT;四代工程样机 GA-NM-4 目标灵敏度 <5 pT/Hz½ @50000 nT。

体积集成

电控单元由 385×245×145 mm 迭代压缩至 260×190×170 mm,集成度不断提升。

光泵地磁原子磁强计 V 型 GA-VMT-3

光泵地磁原子磁强计

D 型单光束、双光束与 V 型三种构型并行,覆盖从高集成到高信噪比的不同工程取向。

GA-DST-1 · D 型单光束一代

实现单光束光泵磁强计工程化,提高探头集成度。
<350 fT/Hz½ @1000 nT;<3.5 pT/Hz½ @50000 nT

GA-DDT-1 · D 型双光束一代

实现双光束光泵磁强计工程化,提升信噪比与动态范围。
<150 fT/Hz½ @1000 nT;<3 pT/Hz½ @50000 nT

GA-VMT-3 · V 型

本系列主力商用迭代型号。
<500 fT/Hz½ @1000 nT;<5 pT/Hz½ @50000 nT

磁通门磁强计 GA-FMT-1

磁通门磁强计

由单轴标量走向三轴矢量,补齐矢量地磁测量能力,支持与原子磁强计联合标定。

2026.3 | GA-FMT-1 单轴首代

实现单轴磁通门基本原理功能验证,满足地磁背景场长期监测需求。
灵敏度 <55 pT/Hz½ @1 Hz

2026.10 | GA-FMT-2 三轴矢量首代

实现三轴正交探头集成,矢量合成算法嵌入,支持与原子磁强计联合标定。
灵敏度 <20 pT/Hz½ @1 Hz(各轴独立),支持矢量合成输出

研发体系与创新能力

以闭环研发体系为骨架,产学研协同与市场需求双向牵引,支撑技术持续迭代与工程化落地。

一体化闭环研发体系

公司建立了顶层基础研究 - 核心器件攻关 - 整机工程化 - 场景验证迭代 - 标准化沉淀一体化闭环研发体系,依托房建成院士团队底层技术根基,以原子精密磁传感为主攻方向,形成从原理仿真、器件自研、硬件开发、算法设计、外场测试到知识产权布局的全链条创新能力。

产学研深度融合创新

与地震局、地质调查单位、国内重点高校、科研院所建立长期联合研发机制。联合开展基础理论研究、装备试点部署、外场联合测试与行业标准共建。依托行业单位的台站、矿区、野外试验场地,开展长周期地磁观测、航空磁法勘探、应急搜救等实景试验,快速验证装备性能,积累工程数据库;积极参与地磁观测技术规范研讨,推动自研磁测设备纳入行业观测体系,打通「实验室成果→工程样机→行业试点→产业化落地」转化通道。

市场需求牵引技术创新

面向地震地磁台站监测、无人机航磁矿产勘探、应急搜救、车载移动磁探测、工业无损检测等场景,快速开展产品定制适配。现已完成 D 型单 / 双光束、V 型 VCSEL、NMOR 系列、磁通门多型号工程样机研制,完成多项标杆外场项目验证,实现从基础科研向工程化产品转化,具备持续迭代新产品、拓展新应用场景的创新落地能力。

专利布局

围绕探头结构、数据处理与航磁补偿等关键环节持续布局,已形成发明专利、实用新型与软件著作权相结合的知识产权体系。

一种防尘电控箱
实用新型
一种水下高精度磁场测量系统
实用新型
航磁数据处理综合上位机系统
软件著作权
一种具有 IP 防护热插拔接头的磁强计壳体
实用新型受理中
一种基于嵌入式 GPU 的无人机航磁补偿装置
实用新型受理中
RT-原子磁强计磁场信号高速采集与实时处理系统
发明专利受理中
RT-基于物理信息神经网络的航磁数据校正补偿方法及系统
发明专利受理中

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