激光器锁频控制器iceLock

RS-IceLock 是一款基于 ZYNQ 平台定制开发的激光锁频控制器,内置“立宁”锁频应用,可完成频率扫描、调制、解调、伺服锁定与噪声分析等,开箱即可用于饱和吸收光谱(SAS)等锁频方案。

  • 成熟高性能硬件:ZYNQ FPGA + 14-bit ADC/DAC,125 MS/s
  • 安全易用:兼容主流激光/探测器控制器,简洁直观 UI
  • 基于机器学习的调制/解调参数自动优化
  • 误差信号自动选定与锁定,抗噪声与抗抖动算法
  • 噪声分析:误差信号功率谱密度(PSD)记录与可视化,辅助优化 PID
  • 内置信号调理、精密基准与偏置模块,Ctrl Out 支持可调 10 V 直流偏置(±10 V 可定制)
  • 支持 LAN / USB(可配 Wi-Fi),浏览器或 Windows 界面直接控制

配置与价格

文档资源

应用领域

  • 激光光谱与饱和吸收光谱(SAS)锁频
  • 激光冷却与陷俘、量子计算
  • 时间与频率标准
  • 量子精密测量
  • 原子分子光物理实验(AMO)

规格参数

项目 参数
硬件平台 ZYNQ 系列高性能 FPGA
ADC / DAC 14-bit,采样率 125 MS/s
信号输入通道 1 路,DC-60 MHz,高阻输入,0–5 V 满量程,DC 耦合
信号输出通道 2 路,DC-60 MHz,50 Ω 负载,默认±1.5 V 输出(±5 V 可定制);10 V 可调直流偏置(±10 V 可定制)。另一路可配置为调制输出,可兼容MTS锁频方案
调制 / 扫描 调制频率 DC-50 MHz;三角波扫描 0.12 Hz–3.8 kHz;扫描范围 默认±1.5 V(±5 V 可定制), + 10 V 可调偏置
解调 相位 0–360° 可调;支持 1f/2f/3f/4f/5f
PID 伺服 反馈延迟 320 ns / 125 ns(仅 PID);P/I/D 数值范围 0–8191
接口 LAN / USB(支持 Wi-Fi),浏览器或 Windows 客户端
尺寸(W×D×H) 120 × 175 × 69 mm
供电 后面板DC电源接口,24 V / 2.5 A(随设备附带电源适配器)

运行原理

IceLock 支持以饱和吸收光谱(SAS)为代表的多种锁频方案。下图示意图中,方框内功能(调制、解调、误差信号提取与伺服)均由 IceLock 实现;用户只需将探测信号与控制端口正确连接,便可在UI界面内完成锁定操作。

SAS 锁频系统连接示意

端口说明

  • PD in:光探测器输入,高阻,0–5 V
  • Ctrl Out:控制信号输出,50 Ω,±1.5 V;10 V 可调直流偏置(±10 V 可定制),可驱动容性负载(约 300 mA)
  • Out2:默认直连 RP 输出端口 2
  • Monitor:监测端口,复制 Ctrl Out 输出,50 Ω
  • SET offset:直流偏置设置,0–10 V,可配合按钮一键启用/断开
  • Slow_i:可选慢反馈输出端口(当前保留,未开放)
  • Ethernet:以太网接口
  • USB:可连接 Wi-Fi dongle
  • Power:后部电源接口

软件界面

提供 Windows 图形界面与基于浏览器的控制方式,可进行扫描、调制/解调参数设置、误巽信号观察、PID 调优与自动锁定。详细步骤见用户手册与教学视频。

RS-IceLock 软件界面示意

供电

本设备通过背部电源接口供电,24 V / 2.5 A,出厂自带电源适配器。

外观尺寸

120 × 175 × 69 mm(W×D×H)。

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