中国原子钟行业发展现状及前景趋势分析

     原子钟是利用原子跃迁频率稳定的特性来获取精准时间频率信号的设备，其研发涉及量子物理学、电学、结构力学等众多学科，目前国际上仅少数国家具有独立研制能力。星载原子钟主要应用于导航系统，分为氢原子钟、铷原子钟和铯原子钟３种。

    30年代，拉比和他的学生们在哥伦比亚大学的实验室里研究原子和原子核的基本特性。也就是在这里，他们在依靠这种原子计时器来制造时钟方面迈出了有价值的第一步。在其研究过程中，拉比发明了一种被称为磁共振的技术，依靠这项技术，他便能够测量出原子的自然共振频率。为此他还获得了1944年诺贝尔奖。同年，他还首先提出“要讨论讨论这样一个想法”（他的学生这样说道），也就是这些共振频率的准确性如此之高，完全可以用来制作高精度的时钟。他还特别提出要利用所谓原子的“超精细跃迁”的频率。这种超精细跃迁指的是随原子核和电子之间不同的磁作用变化而引起的两种具有细微能量差别的状态之间的跃迁。在这种时钟里，一束处于某一特定“超精细状态”的原子束穿过一个振荡电磁场。当原子的超精细跃迁频率越接近磁场的振荡频率，原子从磁场中吸收的能量就越多，从而产生从原始超精细状态到另一状态的跃迁。通过一个反馈回路，人们能够调整振荡场的频率直到所有的原子完成了跃迁。原子钟就是利用振荡场的频率即保持与原子的共振频率完全相同的频率作为产生时间脉冲的节拍器。

资料来源：博思数据整理

     据博思数据发布的《2018-2023年中国原子钟市场分析与投资前景研究报告》标明：原子钟行业市场主要集中在北美、欧盟、亚洲和俄罗斯等地区，其中，北美地区占比41%，亚洲地区占比29%，欧盟地区占比15%，俄罗斯占比14%。

中国原子钟制造所属行业产成品分析

数据来源：国家统计局、博思数据整理

近年来我国原子钟行业市场产量不断提高，2017年我国原子钟产量为1246台，具体如下：

2013-2017年中国原子钟行业市场供给情况

资料来源：博思数据整理

频率标准的发展对于一个国家的经济、科学与技术、国防与社会安全有着相当的重要意义，由于制造、交通运输、通讯和信息技术的不断飞速发展，时间和频率测量的准确度和精确度也越来越高。导航、定位、测地学、天文观测、网络授时和同步都需要高稳定度和准确度的频率标准。原子钟作为一种高精度的计时仪器,目前已经应用在了人类活动的很多领域，在工作和生产中发挥着巨大的作用。未来随着科技水平的不断提高，越来越多的新兴行业对于时间的精确度要求将不断提高，原子钟的未来市场需求旺盛。

作为一种高精度的计时装置，原子钟最重要的应用当然是高准确度的时间计量服务。在我国，人们通常根据重要电视台播报的时间来校准自己的时钟，而校准这一时间的时钟就是铯原子钟。由于铯原子钟准确度较高，可以达到几千万年只差一秒或者更高的程度，因此被广泛地用作基准时钟。我们每天从电视、广播或者网络等得到的报时服务，就是原子钟这一应用的最大体现。而据英国《每日电讯报》的报道，美国研究人员已经制造出了最守时的原子钟，其精度高达3亿年内只差一秒，是目前最精确的原子钟，可用于调整国际时区以及卫星系统。