【源码】基于Arduino和LabView的扫描转移腔锁定系统

项目简介

本项目为后续学生提供扫描转移腔锁定（STCL）技术的使用教程及代码。借助Arduino Due微控制器和LabView软件，实现对780nm和1104nm激光的频率锁定，同时采集与监控扫描转移腔的相关数据，可应用于光学实验的激光频率稳定化等场景。

项目的主要特性和功能

1. 激光频率锁定：采用峰值检测算法，结合Arduino Due的PID控制，对780nm和1104nm激光进行频率锁定。
2. 扫描转移腔控制：利用函数发生器产生的锯齿波或三角波信号扫描转移腔，扫描频率约5 - 15Hz。
3. 数据采集与监控：运用LabView软件结合PXIe和NI DAQ，采集与监控腔信号、光电二极管电压和热电偶温度等数据，并定期保存。
4. 系统反馈：Arduino Due依据检测到的激光峰值信号，计算并输出反馈信号至腔和1104nm激光，实现实时调整。

安装使用步骤

硬件安装

1. 按实验设置图搭建光学系统，将1104nm和780nm激光通过光纤耦合进光纤准直器，780nm激光经半波片和偏振分束器，完成各光学元件的安装与调整。
2. 连接函数发生器，放大其输出信号用于扫描腔。
3. 把两个光电二极管的输出连到峰值检测盒，再将峰值检测盒输出连到Arduino Due对应引脚（780nm TTL连引脚50，1104nm TTL连引脚46）。
4. 将函数发生器的触发信号分两路，分别连到Arduino Due的引脚30和26。
5. 1104nm反馈连到DAC0，腔反馈连到DAC1，模拟输出端连接截止频率约1000Hz的低通滤波器。
6. 用电压求和器合并放大后的函数发生器信号和腔反馈信号，发送到腔。

软件配置与运行

1. 安装Arduino IDE，将项目中的STCL_CCM_final.ino代码上传到Arduino Due。
2. 下载安装LabView软件，打开Labview文件夹中的数据采集程序：
   • 选两个PXIe物理通道（通常为函数发生器和光电二极管通道）用于数据查看和记录。
   • 设置数据采集的时间间隔、数据速率和每通道采样数。
   • 手动设置保存光电二极管电压和热电偶温度数据的文件路径。
3. 安装Putty软件收集Arduino Due的数据：
   • 在Putty中指定COM线和波特率（可在Arduino IDE中查看）。
   • 设置日志记录的位置和名称。
   • 启动Putty会话，再启动Arduino代码。

系统调试

1. 调整函数发生器的偏移量，使腔扫描一个自由光谱范围（FSR），让1104nm峰值位于两个780nm峰值中间。
2. 调整峰值检测盒，使输出信号符合要求，包括增益、阈值和脉冲宽度的调整。
3. 运行系统，观察LabView界面的数据和Arduino Due的输出，确保系统正常工作。

下载地址

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