一种控制系统及中性冷原子量子系统技术方案

本申请公开了一种控制系统及中性冷原子量子系统，应用于控制领域。该系统可以对待测脉冲信号的脉冲个数进行计数以及对控制模块的工作参数进行采样，以得到光电倍增管当前输出的待测脉冲信号及控制模块当前的工作状态，然后上位机基于计数结果、采样参数生成工作指令，对控制模块进行闭环控制，以使控制模块的工作参数稳定在目标参数。此外，本申请中的控制系统包括的各个模块集成在同一PCB板卡上中，并不是分立存在的，可以提高各个模块之间传输信号的速度，在一定程度上可以避免信号传输的延时情况，将此控制系统应用于中性冷原子量子系统时，可以更精确的提取实验数据。可以更精确的提取实验数据。可以更精确的提取实验数据。

【技术实现步骤摘要】
一种控制系统及中性冷原子量子系统


[0001]本专利技术涉及控制领域，特别是涉及一种控制系统及中性冷原子量子系统。

技术介绍

[0002]中性冷原子量子实验一般涉及冷原子团、原子阵列的制备以及单原子内态的制备与操控等操作。为了实现冷原子团的制备与冷原子阵列的操作，需要依赖磁光阱与微型光学偶极阱。为实现对冷原子的精细调控，需要微秒量级的激光开关时序控制，同时利用激光激发并进行光子计数的方式对量子态进行读出。
[0003]因此，提供一种用于中性冷原子量子系统的高集成度、低延时度及高精准度的控制系统，以实现对中性冷原子量子系统可靠的控制是十分必要的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种控制系统及中性冷原子量子系统，包括的各个模块集成在同一PCB板卡上中，并不是分立存在的，可以提高各个模块之间传输信号的速度，在一定程度上可以避免信号传输的延时情况，将此控制系统应用于中性冷原子量子系统时，可以更精确的提取实验数据。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种控制系统，应用于中性冷原子量子系统，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制系统，其特征在于，应用于中性冷原子量子系统，所述中性冷原子量子系统包括用于输出待测脉冲信号的光电倍增管，以及用于对所述中性冷原子量子系统的外部系统进行控制的控制模块；所述控制系统包括集成于同一PCB板卡上的中央控制模块、计数器功能模块、控制信号功能模块以及反馈控制功能模块；所述中央控制模块，用于将所述反馈控制功能模块输出的采样参数及所述计数器功能模块输出的计数结果反馈至所述上位机，以使所述上位机基于所述采样参数、所述计数结果及所述控制模块的目标参数生成工作指令，并将所述上位机输出的所述工作指令发送至所述控制信号功能模块；所述计数器功能模块，用于对所述光电倍增管输出的所述待测脉冲信号的脉冲个数进行计数，得到所述计数结果；所述控制信号功能模块，用于根据所述工作指令生成对应的预设波形以对所述中性冷原子量子系统中的控制模块控制；所述反馈控制功能模块，用于对所述控制模块的工作参数进行采样，得到采样参数，并基于所述工作指令对应的所述目标参数和所述工作参数的差值对所述控制模块进行闭环控制，以使所述控制模块的工作参数稳定在所述目标参数。2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述计数器功能模块包括甄别器及计数器；所述甄别器，用于将所述待测脉冲信号中超过预设电平的脉冲信号的幅度和宽度进行处理，以使所述幅度和宽度满足预设标准；所述计数器，用于接收所述甄别器输出的脉冲信号，并对所述脉冲信号的上升沿或下降沿计数，得到所述计数结果。3.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述反馈控制功能模块包括反馈控制器模块及反馈控制器外围电路，所述反馈控制器外围电路包括第一模数转换器、第一数模转换器；所述模数转换器，用于将所述采样参数由模拟量转换为数字量，得到数字量的采样参数；所述反馈控制器模块，用于对所述数字量的采样参数及所述目标参数的差值进行比例
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积分
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微分运算，生成控制信号；所述第一数模转换器，用于将所述控制信号由数字量转换为模拟量，得到模拟量的控制信号，以对所述控制模块进行控制使所述控制模块的工作参数稳定在所述目标参数。4.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制模块包括激光器及线圈，所述控制信号功能模块包括任意波形发生器、直接数字合成器、脉冲序列发生器；将所述上位机输出的所述工作指令发送至所述控制信号功能模块，包括：将所述波形数据发送至所述任意波形发生器功能模块、将所述波形的频率、振幅及相位发送至所述直接数字合成器、将所述脉冲数据发送至所述脉冲序列发生器；所述任意波形发生器功能模块，用于根据所述中央控制模块配置的波形数据输出对应的预设波形；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王毅凡，秦熙，张闻哲，仝煜，杜江峰，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：