介绍
在查普曼大学，Mark Harrison 博士和他的研究小组正在设计用于数字信息处理和光学计算的集成光子逻辑组件。 由于空间有限且设备难以接近，光学和光子学实验室的效率和工作流程至关重要。 使用 Moku:Pro，他们已经能够减少设备占用空间和布线混乱，并通过在实验室任何地方进行无线仪器控制和数据记录来简化工作流程。
面临挑战
对于许多研究人员来说，他们面临的挑战之一是找到足够的空间来容纳进行实验所需的所有设备。 在光学和光子学领域尤其如此，除了激光器、调制器和检测器之外，通常还需要波形发生器、示波器和锁相放大器等设备。
“在查普曼大学，工程实验室空间由教职员工共享，我们的空间特别有限。 激光实验室有两个带有振动敏感光学设备的大型光学平台，我们不断地移动设备以在桌面上腾出空间，”福勒工程学院助理教授马克哈里森博士说。 “Moku:Pro 对于保持实验室井井有条并使我能够运营我的实验光学和光子学实验室至关重要。”
Harrison 博士和他的团队正在设计根据光信号的相位运行的集成光子逻辑组件。 精确检测和记录光信号随时间变化的相位是了解器件性能的关键。 他们使用零差相干检测，提取被测设备的输出信号与本地振荡器 (LO) 之间的相对相位。
图 1：光学元件、被测设备和电子设备的相干检测设置
相干检测设置（图 1）相当复杂，包括被测设备、必要的光学元件以及操作和记录数据的电子设备，即波形发生器和示波器。 波形发生器驱动相位调制器，示波器用于数字化和查看平衡光接收器的输出。 在示波器上查看波形发生器输出以将驱动信号直接与接收信号进行比较也很有用。
解决方案
Moku:Pro 既可用作波形发生器，又可用作示波器，节省了大量空间。使用多仪器模式（图 2），两台仪器可以同时使用，连接既可以路由到外部连接器，也可以路由到仪器内部。在此设置中，波形发生器的输出信号被路由到外部连接器之一 Out 1，以驱动相位调制器，同时还被路由到示波器的输入 A，以实现可视化。示波器的输入 B 映射到外部连接器 In 1，并连接到平衡光接收器的输出信号。
图 2：Moku:Pro 多仪器模式配置了波形发生器和示波器，并有 2 个额外的插槽用于未来扩展。
多仪器模式下信号连接的灵活映射不仅减少了所需的 BNC 线缆数量，还减轻了在不同输入和输出连接器之间移动线缆的麻烦，因为它们可以在软件中即时重新配置。这对于查普曼大学的团队尤其有用，因为他们的设备位于光学台上方的悬挂式架子上，不易触及。Moku:Pro 使用 iPad Pro 进行无线控制也是解决其可访问性问题的关键，使他们能够调整波形发生器设置并主动监控示波器，以便在实验室的任何地方查看和记录数据。
图 3：Moku:Pro 的示波器界面以红色显示通道 A 上波形发生器的输出，以紫色显示从通道 B 上的测试设置检测到的相干信号。
此外，随着继续扩展测试能力的计划，Moku:Pro 为查普曼大学实验室提供了一些“面向未来”的功能。 “我们将来可能需要一个锁相放大器，很高兴知道我们可以随时将其与 Moku:Pro 一起使用，而无需在实验室中添加另一件笨重的设备，”Harrison 博士说。 其他计划包括使用 Moku Cloud Compile 在 FPGA 上实时实施额外处理，以经济高效的方式创建眼图或伪随机位序列生成等功能。
结果
Moku:Pro 是实验室光学相干检测装置中的重要组成部分。 首先，它有助于节省空间，而空间是该机构供不应求的资源。 其次，它允许研究人员将设备的关键电子部件组合到一个设备中，从而简化了实验设置。 它使他们能够更快、更轻松地重新配置电子元件，从而节省了时间。 最后，它将通过额外的工具或 Moku Cloud Compile 使他们能够在未来实现更复杂或自定义的功能，从而节省成本。
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