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芯片原子鐘（chip scale atomic clock ，CSAC)是利用原子的相干布局囚禁原理而實(shí)現(xiàn)的一種新型原子鐘，也是目前從原理上唯一可實(shí)現(xiàn)微型化的原子鐘，其體積、功耗比目前體積、功耗最小的銣原子鐘相比還要小得多。在國(guó)內(nèi)，芯片原子鐘還處于第一代階段，因此芯片原子鐘在國(guó)內(nèi)也叫CPT原子鐘。隨著國(guó)家各種科研機(jī)構(gòu)對(duì)芯片原子鐘真空物理封裝等相關(guān)技術(shù)的提高，芯片原子鐘后期將會(huì)更加芯片化、微型化。美國(guó)及歐洲各國(guó)的CSAC技術(shù)能力一直領(lǐng)先于其他國(guó)家和地區(qū)，尤其是美國(guó)，其開(kāi)始研制的時(shí)間較早、基礎(chǔ)雄厚，綜合實(shí)力一直獨(dú)占鰲頭?？梢哉f(shuō)目前國(guó)外CSAC技術(shù)已經(jīng)成熟，已經(jīng)研制出了第一代CPT CSAC，其性能參數(shù)基本滿足部分應(yīng)用需求，已研制出的CSAC的產(chǎn)品和樣機(jī)的頻率穩(wěn)定度很高，達(dá)到了項(xiàng)目規(guī)劃中的設(shè)定的目標(biāo)值，目前也有應(yīng)用實(shí)例。但從體積和功耗上看，仍離十幾年前開(kāi)始研制時(shí)設(shè)定的目標(biāo)值相差一個(gè)數(shù)量級(jí)，與其他時(shí)頻系統(tǒng)相比，優(yōu)勢(shì)不明顯，價(jià)格很高，不利于廣泛推廣。在國(guó)內(nèi)，研究CSAC的單位有上海光學(xué)精密機(jī)械研究所、北京大學(xué)、清華大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所、華中科技大學(xué)、西安電子科技大學(xué)、山西大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所、成都天奧電子股份有限公司。雖然如此，國(guó)內(nèi)CSAC整機(jī)成果仍然很稀少。雖然第一代芯片原子鐘已經(jīng)可以自主且可靠地小批量量產(chǎn)了，也就是天奧電子的CPT銣原子鐘開(kāi)始小批量生產(chǎn)。但是具有嚴(yán)格芯片化意義上的體積在20cm3以下的芯片原子鐘還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)化，目前也就相關(guān)研究機(jī)構(gòu)研發(fā)出了樣機(jī)。高精度時(shí)間頻率產(chǎn)業(yè)一直是國(guó)家政府的重視點(diǎn)，尤其是芯片原子鐘產(chǎn)品應(yīng)用較為集中的武器裝備、衛(wèi)星導(dǎo)航、傳感器、無(wú)人機(jī)等行業(yè)均是近年來(lái)國(guó)家發(fā)展迅速且繼續(xù)加強(qiáng)發(fā)展和扶持力度的重點(diǎn)行業(yè)，必將拉動(dòng)芯片原子鐘的需求總量，使芯片原子鐘市場(chǎng)迎來(lái)一片良好的前景。只有解決了體積、功耗以及工藝穩(wěn)定性等問(wèn)題才能使CSAC廣泛應(yīng)用于各種便捷式導(dǎo)航、校準(zhǔn)、通信和個(gè)人準(zhǔn)時(shí)系統(tǒng)如手表等。

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