LabVIEW与FPGA协同的冷原子干涉自动控制体系

本文主要探讨了"基于虚拟仪器的冷原子干涉时序控制系统"的研究，由厉泽环、颜树华等人在国防科学技术大学机电工程与自动化学院及量子信息学科交叉中心进行。研究的目的是为了提升冷原子干涉实验的自动化控制水平，通过 LabVIEW 软件和配备 FPGA 的多功能数据采集卡进行设计。 LabVIEW 是一种强大的图形化编程环境，它被选择作为开发工具，因为它能够直观地处理复杂的数据流和算法，特别适合于实时控制和数据分析任务。FPGA，即现场可编程门阵列，是一种高度灵活的硬件平台，能够快速定制和实现复杂的逻辑功能，这对于时序控制系统的实时性和精确性至关重要。 该控制系统的核心特点是能够同步输出多路数字和模拟信号，这使得对冷原子干涉实验中的关键组件如激光、磁场以及CCD（Charge-Coupled Device，电荷耦合器件）等设备的控制更为集中和高效。通过精确的时序控制，系统确保了信号的同步性，使得操作过程中的时间误差控制在100ns以下，表现出极高的精度。 此外，系统设计还强调了模拟信号的连续性和均匀性，这对于冷原子干涉实验的稳定性和重复性有着直接影响。系统的灵活性和易用性也是其优势之一，可以简化实验者的操作流程，节省时间并降低人为错误的可能性。 总结关键词，本文讨论了"原子干涉"这一前沿科研领域中的关键技术——虚拟仪器和时序控制，以及它们如何结合应用于实际的冷原子干涉实验中，以提升实验效率和控制精度。这一研究成果对于推动冷原子物理学领域的实验技术发展具有重要意义，并可能为未来的精密测量和量子信息科学提供强有力的支持。