介绍
明斯特大学是德国第五大大学，提供超过120个不同的研究领域。明斯特大学（WWU）光学技术研究组隶属于应用物理研究所，其研究领域涵盖非线性光学和激光概念等多个方面。博士生克里斯汀·沃尔迈尔（Kristin Wallmeier）专攻非线性显微镜，致力于改进双输出脉冲序列的相位稳定性。克里斯汀的实验装置包括一个光纤振荡器和一个后续的光纤光参量振荡器。她的目标是实现光纤振荡器的同步，使光纤光参量振荡器的泵浦光与其输出光同步。由于她的研究具有很强的实验性，她每天都需要各种测试设备进行探索性测试。通过使用嵌入式仪器，她能够轻松完成这些工作。 Moku:Pro， 包括 数字滤波器 和 PID 控制器 in 多仪器并行模式 如图 1 所示，她正在增强装置的相位稳定性。
图 1：多仪器模式设置，包含两个数字滤波器盒和一个用于相位稳定的 PID 控制器
面临挑战
基于光纤的系统对环境波动（例如机械振动和温度波动）高度敏感。相位稳定需要一个极其稳定且快速的反馈电路来纠正系统中的任何变化。系统必须足够快，才能在受到干扰后重新稳定。此外，系统对噪声也很敏感，因此需要进行滤波以获得清晰的输入和输出信号。如果没有数字滤波选项，Kristin 就需要使用 RC 元件构建模拟滤波器，以确保滤除可能干扰压电致动器谐振频率的信号，该致动器用于调节反馈电路中的相位。在选择 Moku:Pro 之前，Kristin 最初使用的是 Arduino 开发板，需要手动编写代码并开发她研究所需的功能。她很快意识到 Arduino 的性能不足，因为它速度太慢，无法稳定她装置中的反馈回路。Moku:Pro 凭借其速度提升和全套预编程的软件定义仪器，成为了她研究中更高效的解决方案。解决方案
通过 iPad 界面，Kristin 使用 Moku:Pro PID 控制器和数字滤波器盒的多仪器模式 (MiM)，可以加快研究进度，并将更多精力集中在提升系统的相位稳定性上，而不是耗费时间开发复杂的测试流程。Kristin 首先对输入信号应用数字滤波器，滤除高频成分。在使用 PID 控制器后，她又使用另一个数字滤波器盒进一步提升信号质量，去除谐振频率范围内的所有高频成分。“数字滤波器盒非常好用，因为我可以尝试很多不同的设置，而无需购买所有设备并进行模拟搭建，”她说道。易于使用的 PID 控制器是 Kristin 将 Moku:Pro 集成到实验中的主要原因。如图 2 所示，当出现扰动时，PID 控制器会迅速响应并重新稳定系统。凭借探测信号路径中多个点的能力，Kristin 和她的团队可以使用内置示波器实时观察系统重新稳定输入信号的过程。
图 2：PID 控制器的设置（顶部）和 PID 控制器的输入信号（底部），显示稳定阶段的扰动和系统重新稳定的反应