运用案例
先容
Any Light Particle Search II (ALPS) 德国电子同步加速器中央（DESY）的一个研究实验组，DESY是天下著名的根本科学研究机构，位于汉堡，是德国最大的加速器中央（图1）。秉承该机构的座右铭 "物质解码"，博士后研究员Todd Kozlowski正在开展轴子探测项目，以更好地理解宇宙中的暗物质等物理征象。在已经广为接管的粒子物理学根本上，Todd和由Axel Lindner领导的ALPS研究小组的其他成员正在开拓包括新光粒子在内的理论来描述宇宙，利用红外干涉和外差法对极微弱旗子暗记进行探测来对现有理论进一步探索。该研究小组将他们的任务目标命名为 "穿墙发光"，旨在探测被称为“弱相互浸染的苗条粒子”（WISPs)或者更详细地说，轴子。激光会被墙壁阻挡，而轴子却可以穿墙而过。
图 1: ALPS 成员正在调试光学平台
Todd和他的团队通过利用四台 Moku:Lab 设备和一台 Moku:Pro 设备，为实在现研究目标取得了令人难以置信的进展。Moku:Lab 和 Moku:Pro 是基于 FPGA 的一体扮装备，集成12 种以上的测试丈量仪器功能，从示波器和频谱剖析仪等常见的事情台必备仪器，到锁相放大器和激光锁频/稳频等功能强大的专业光学仪器。
面临寻衅
Todd的团队正在考试测验将激光频率稳定到具有非常高的单位增益频率和极窄线宽的光学腔。 事实上，该腔体是天下上所有光学腔体中线宽最窄的，因此很难锁定（图2）。 与许多光学研究职员一样，该团队不得不采取手工构建仿照系统的办法，但他们很快意识到该系统无法知足实验的灵巧性哀求。
此外，该团队正在探求来自轴子的再生光子旗子暗记，这些旗子暗记在腔体的反命中以拍频的形式涌现。 它们非常的微弱-等效功率相称于每天丈量一个光子的水平。除此之外，光粒子转变为轴子的概率仅为 1:1014，这意味着该团队不能丢失任何宝贵的数据。
图 2：125 米长的双镜光学腔的再生腔 (RC) 存储韶光（即激光在镜面之间循环的韶光）的天下记录
办理方案
Todd和他的团队已经意识到，Moku 不仅仅供应了直不雅观的用户界面，它还是一个专业级的办理方案，能够供应一整套高性能仪器来加速尖端科学的发展。用 Moku 取代仿照电子器件，团队看到了灵巧性的提高，以及在简化数据记录的同时快速迭代设计的能力，这让他们迅速肃清了对采取软件定义仪器的任何犹豫。除了易于与他们的实验集成之外，Moku 还能直接与他们定制设计的科学级仿照仪器相媲美。他们利用Moku锁相放大器、数字滤波器、激光稳频器等仪器功能立即取得告终果（图 3）。
图 3：ALPS 团队成员在 DESY 的清洁室事情
通过切换到 Moku:Lab 和 Moku:Pro，研究职员就可以利用 Pound-Drever-Hall (PDH) 技能快速将激光频率锁定到腔体上，从而有效地更换了繁杂的实验设置，从而节省出韶光以进一步优化系统。由于 Todd 的团队不仅要将激光频率锁定在光腔上，还要检测极其微弱的旗子暗记，因此他们再次寻求于Moku的锁相放大器。
Todd说："我不知道我们是否能想出更好的方法来获取这些数据，Moku 无非是最佳的选择"。
他们将两台 Moku 设备利用频谱剖析仪监控装置的相位锁定，剖析低至 µV 级的旗子暗记，确保系统保持在 "锁定 "状态，所有激光器相互跟随。在此根本上，其余两台 Moku 设备作为锁相放大器仪器，利用外差干涉丈量读取那些电压在次 nV 范围的旗子暗记。
结果
托德和他的团队可以在两个光场（一个强光场和一个非常弱的光场）之间产生一个非常微弱的拍频旗子暗记。它们的滋扰产生的眇小拍频旗子暗记入射到光电探测器上，然后由 Moku:Lab 锁相放大器进行丈量（图 4）。这一办理方案以预期的发生频率对旗子暗记进行解调，使 Todd 能够在数小时内解析出从外差混频的弱场到单光子数量级的极低旗子暗记率。这些旗子暗记只有在完成数小时的数据记录后才会自行解调--这些数据都是通过内置在锁相放大器中的数据记录仪采集的，无需利用额外的昂贵仪器将旗子暗记信息记录到 SD 卡中，从而确保可靠的数据记录。
图 4：该团队利用 Moku:Lab 设备（右）将激光频率稳定在 125 米长的光学腔上
研究职员还能够利用 Moku:Pro 办理不可预见的寻衅，包括当他们的实验架构发生眇小变革，导致须要锁相环 (PLL) 时。他们可以快速地将 Moku:Pro即时实现作为 PLL，Moku可以适用实验需求变革而避免实验进展受到阻碍。
借助 Moku:Pro，团队还可以在多仪器模式下轻松利用激光锁频/稳频和频谱剖析仪仪器，剖析所需的拍频并同时保持锁定。Todd 说："在我们急需一个办理方案时，Moku:Pro的涌现从将其带入清洁室到环路投入运行，只用了几个小时。“
总结
为了推进他们的研究，Todd 和他的团队须要灵巧、适用于多种运用的测试设备，并知足他们对时钟稳定性、模数转换器 (ADC) 噪声和数模转换器 (DAC) 噪声的指标哀求。Moku 平台知足了这些哀求，同时还供应了关键的仪器，为团队供应了监控旗子暗记、记录数据和战胜物理学中一些重大丈量寻衅的新方法。
团队操持在实验中连续投入利用 Moku 设备。他们目前正在制订一项操持通过API运用程序接口来掌握这些设备。到目前为止，他们已经集成了六台完备远程掌握的 Moku 设备，可以进行丈量和数据流。他们通过DESY 的全局掌握系统实现了这一目标，该系统利用 Moku Python API（图 5）来掌握六个 Moku 设备和五个不同的仪器。
图 5：团队利用 Python GUI 通过 DESY 的全局掌握系统管理多个仪器和多个 Moku 设备
来源：MoKu实验室
