System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种用于超冷原子激光频率精密控制装置及方法制造方法及图纸_技高网

一种用于超冷原子激光频率精密控制装置及方法制造方法及图纸

技术编号:40111092 阅读:4 留言:0更新日期:2024-01-23 19:11
本发明专利技术涉及一种激光频率控制装置及方法,特别是用于超冷原子激光频率的精确调控。为了实现精确、稳定且成本低廉的激光频率控制,本发明专利技术利用不同频率激光的吸收率不同的原理,结合光电探测器、高频小电流输出单元、电压调节输出单元、电流调节输出单元、信号处理单元、PID控制单元以及图形用户界面。其中,信号处理和PID控制基于可编程逻辑阵列实现,以提高响应速度并简化系统结构。用户可以通过图形用户界面轻松设置参数,实时监控并调整激光频率。本发明专利技术的应用可以大幅提高激光频率控制的精确性、稳定性和效率,同时降低成本。

【技术实现步骤摘要】

该专利技术涉及激光,特别是激光频率的调控。


技术介绍

1、激光技术是现代科学研究中的一个重要工具,特别是在基于超冷原子分子的量子模拟、测量、计算领域。在这些应用中,激光频率的精确和稳定控制是至关重要的,因为它直接影响到实验或应用的精度和可靠性。为了满足对激光频率精确控制的需求,现有技术主要采用基于模拟电路的方法。然而,这些模拟电路通常设计复杂,需要大量的电子元件,这不仅增加了系统的复杂性,也限制了其适用性。另外,这些模拟电路常常需要针对不同的激光设备或应用进行特定的设计和调整,使得它们缺乏通用性。因此,这些控制系统的生产和维护成本较高,限制了其在广泛领域的应用。针对上述问题,存在一种迫切的需要,那就是开发一种新的激光频率控制装置和方法,该装置和方法应该具有简单的结构、通用的设计、低成本,且能够精确稳定地控制激光频率。


技术实现思路

1、本专利技术目的是提供一种激光频率控制装置及方法,该装置及方法可以精确地、稳定地调控激光频率,且结构简单、成本低廉。为实现上述目的,本专利技术利用不同频率激光吸收率不同的原理,提供一种用于超冷原子激光频率精密控制装置及方法,包括光电探测器、高频小电流输出单元、电压调节输出单元、电流调节输出单元、信号处理单元、pid控制单元、图形用户界面、电源。所述高频小电流输出单元用于控制电源电流输出从而调制激光频率,使激光频率相对时间的函数为超高频小幅度的正弦波。所述光电探测器用于检测激光强度,生成对应电压。所述信号处理单元基于可编程逻辑阵列。所述信号处理单元从光电探测器得到电压信号,对此电压信号解调,生成偏差信号,将偏差信号输入pid控制单元所述pid控制单元基于可编程逻辑阵列。所述pid控制单元从信号处理单元得到误差信号, 输出控制信号至电压调节输出单元或电流调节输出单元。所述电压调节输出单元,将控制信号输出为对应电压去控制电源输出电压控制激光频率。所述电流调节输出单元,将控制信号输出为对应电流去控制电源输出电流控制激光频率。所述图形用户界面用于设置所述高频小电流输出单元、电压调节输出单元、电流调节输出单元、信号处理单元、pid控制单元的参数。根据上述技术方案,操作方法如下:在图形用户界面中设置各单元参数,高频小电流输出单元控制电源电流输出调制激光频率,光电探测器检测激光强度生成对应电压,信号处理单元解调电压信号生成误差信号,pid控制单元得到误差信号输出控制信号,电流调节输出单元和/或电压调节输出单元根据控制信号输出对应电流、电压去控制电源控制激光频率。与现有技术相比,本专利技术的有益效果:本专利技术使用了可编程逻辑阵列,来实现信号处理和pid控制,这样既提高了系统的响应速度,又大大降低了系统的复杂度。此外,由于本专利技术采用了电压和电流的双重调节方式,能够更加精确和稳定地控制激光频率。以下是具体的有益效果:1、简化系统结构:通过利用可编程逻辑阵列,大大减少了传统模拟电路中所需的电子元件,从而降低了整个系统的尺寸和复杂度。2、提高系统的通用性:本专利技术的激光频率控制装置及方法不仅适用于超冷原子激光频率的控制,也可以广泛应用于其他需要精确控制激光频率的场合。3、提高控制精度:通过高频小电流输出单元产生的超高频小幅度正弦波,结合电压和电流的双重调节,可以实现对激光频率的微小、连续和平滑调节,确保激光频率的稳定性。4、成本效益:由于大部分功能集成在可编程逻辑阵列上,制造成本相对较低,同时运行和维护成本也得到大幅度的降低。5、用户友好的操作界面:通过图形用户界面,用户可以轻松地设置各个单元的参数,实时监控激光频率的状态,并进行必要的调整,大大提高了操作的便利性和效率。综上所述,本专利技术提供了一种全新、高效、稳定的激光频率控制装置及方法,能够满足现代量子
中对激光频率精确控制的需求。

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【技术保护点】

1.一种用于超冷原子激光频率精密控制装置,其特征在于:包括光电探测器、高频小电流输出单元、信号处理单元、PID控制单元、电压调节输出单元、电流调节输出单元和图形用户界面; 所述光电探测器放置在适当的位置,用于检测激光强度,并将检测得到的激光强度转化为电压信号; 所述高频小电流输出单元用于调节电源电流输出,调制激光频率,形成相对时间的函数为超高频小幅度的正弦波; 所述信号处理单元接收来自光电探测器的电压信号,通过可编程逻辑阵列进行解调,生成偏差信号,并传输至PID控制单元; 所述PID控制单元基于可编程逻辑阵列,从信号处理单元接收偏差信号,产生控制信号输出至电压调节输出单元或电流调节输出单元,根据需求调整激光频率; 所述电压调节输出单元和电流调节输出单元接收来自PID控制单元的控制信号,调整电源输出,从而控制激光频率; 所述图形用户界面用于用户轻松设置各部分参数,监视和调整整个系统。

2.根据权利要求1所述的一种用于超冷原子激光频率精密控制装置,其特征在于,操作方法如下:通过图形用户界面设置所需参数;高频小电流输出单元调节电源输出,调制激光频率;光电探测器检测激光强度并转化为电压信号,进一步由信号处理单元解调生成偏差信号;PID控制单元接收偏差信号并输出控制信号至电压调节输出单元或电流调节输出单元;通过电压调节输出单元和电流调节输出单元调整电源输出,实现激光频率的精确控制。

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【技术特征摘要】

1.一种用于超冷原子激光频率精密控制装置,其特征在于:包括光电探测器、高频小电流输出单元、信号处理单元、pid控制单元、电压调节输出单元、电流调节输出单元和图形用户界面; 所述光电探测器放置在适当的位置,用于检测激光强度,并将检测得到的激光强度转化为电压信号; 所述高频小电流输出单元用于调节电源电流输出,调制激光频率,形成相对时间的函数为超高频小幅度的正弦波; 所述信号处理单元接收来自光电探测器的电压信号,通过可编程逻辑阵列进行解调,生成偏差信号,并传输至pid控制单元; 所述pid控制单元基于可编程逻辑阵列,从信号处理单元接收偏差信号,产生控制信号输出至电压调节输出单元或电流调节输出单元,根据...

【专利技术属性】
技术研发人员:段盛华傅梓豪
申请(专利权)人:杭州旷潼量子科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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