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申请/专利权人：山东大学

摘要：本发明属于光学俘获及探测技术领域，具体为一种基于FPGA的集成光强反馈及光阱量化的系统，包括高功率红外激光发射模块、光场调整控制模块、显微成像及俘获势构建模块、光阱信息量化采集模块和加载集成算法FPGA模块。其优点在于，将功率反馈环路的多个电子学仪器如PID电子模块及配套配电箱通过算法代替，并集成在一张安装在计算机主板上的FPGA板卡中，极大的缩减了仪器成本和仪器占用空间，并通过引入电子学伺服系统有效实现了将激光光强反馈锁定在一恒定点上，提高了光学俘获的精度。

主权项：1.一种基于FPGA的集成光强反馈及光阱量化的系统，其特征在于，包括高功率红外激光发射模块、光场调整控制模块、扩束对齐模块、显微成像及俘获势构建模块、光阱信息量化采集模块和加载集成算法FPGA模块；所述高功率红外激光发射模块产生的TEM00模高斯激光场通过光场调整控制模块进行振幅及频率的调制，产生的光作用于加载集成算法FPGA模块，加载集成算法FPGA模块通过驱动模块调节光场调整控制模块产生一级衍射光，一级衍射光经过扩束对齐模块，由显微成像及俘获构建模块进行成像及位置信息获取，获取的位置信息通过光阱信息量化采集模块进行参数进行处理、优化，并传输至加载集成算法FPGA模块对光场调整控制模块的声光调制器进行反馈、调节，加载集成算法FPGA模块与计算机控制模块通信；对光强稳定的光阱参数量化过程步骤如下：步骤1，高功率红外激光发射模块产生mW量级的TEM00模高斯光场，作用于光场调整控制模块；步骤2，光场调整控制模块输出可调制的驱动信号驱动声光调制器，使声光调制器出射的一级衍射光的功率及频率可控化；分束镜采样部分一级衍射光强度信息I并将其发送给加载集成算法FPGA模块；步骤3，可控的光场通过物镜进行聚焦，实现对微粒的动态操控；并通过显微成像及俘获势构建模块进行成像；步骤4，通过对接在显微成像及俘获势构建模块上的光阱信息量化采集模块对样品空间运动信息进行采集，将得到的标定时域位置信息的数列发送给加载集成算法FPGA模块；步骤5，加载集成算法FPGA模块将接收到的光场强度及时域位置信息通过内置的先入先出队列算法结构进行逻辑分组及并行处理，同步实现激光功率反馈控制及光功率谱密度的拐点频率计算；步骤6，通过与加载集成算法FPGA模块对接的计算机控制模块，基于生产消费逻辑结构及队列运算结构实现一定延时的计算机控制模块与加载集成算法FPGA的同步，在计算机上提供加载集成算法FPGA模块中反馈环路参数及光阱的实时调整，加载集成算法FPGA模块实时性地更新数据至计算机前面板确保运算结果及控制反馈效果的实时数字化图表化展现。

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百度查询： 山东大学 一种基于FPGA的集成光强反馈及光阱量化的系统