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開發(fā)一種定制的時域數(shù)字轉(zhuǎn)換器來研究光與物質(zhì)相互作用的基本量子性質(zhì)。
使用 NI 公司的 FlexRIO 與 Labview FPGA 模塊來創(chuàng)建強大的，多功能的定制儀器，從而使我們可以用硬件實現(xiàn)時間嚴格任務的實時處理。這樣可以實現(xiàn)對極小系統(tǒng)的反饋控制，甚至于單個原子與單個光子的相互作用。
反饋是控制動態(tài)系統(tǒng)最強有力的技術(shù)之一。我們實驗室研究的系統(tǒng)含有一個單獨的，與單個光子相互作用的中性孤立原子——量子化電磁場的本征激發(fā)——被高反射性的腔式鏡面所環(huán)繞（如圖 1 和 2）。使用這套系統(tǒng)，我們可以研究光與物質(zhì)相互作用的基本量子性質(zhì)，要實現(xiàn)這一點必須將原子限制在腔鏡的中央。然而，固有的加熱過程更傾向于將原子推向其它位置。我們的目標是通過快速的電子反饋技術(shù)來抑制這種運動，使用回復力抵消這種逃逸運動。其基本原理如圖 3 所示。運動的不可預測性使得針對它的反應必須快速，但是系統(tǒng)的量子特性限制了信息量的提取。因此，我們必須在 100ns 內(nèi)，快速執(zhí)行基于單個光子探測決策過程。我們展示的反饋方案［1，2］在這方面做得非常好。
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