【应用案例】Moku:Pro应用于英特尔硅基光子集成技术研究

▍介绍            

英特尔光子设备研究实验室的研究人员正在进行一系列尖端项目，以推进硅基光电异质集成电路（PICs）研制并最大限度地发挥其优势。由于团队成员通常要在高度可靠的实验环境中快速探索新的设计，他们需要可重构的、可扩展的工具，以适应各种情况。通过使用Moku:Pro上集成了多个仪器功能，包括锁相放大器（图1）、频谱分析仪、频率响应分析仪和PID控制器等，结合一流的用户体验，已经为该团队大大节省了研发时间，降低了实验复杂性，从而推动了项目进展并取得了一系列突破性成果。

图1：Moku:Pro锁相放大器的iPad用户界面。

▍面临挑战     

对PIC测试而言，为所有片上光学相位调制器找到最佳的偏置条件，以便实现系统的最优表现是一项挑战。虽然这可以通过多维扫描或优化例程来完成，但随着涉及更多的相位调节，复杂脚本处理和快速计算时间就尤为重要。用模拟的、单一功能的台式仪器（如传统的锁相放大器、PID控制器等）在处理大量相位调节时，布线和占地面积使这种方法变得很麻烦。此外，这些传统仪器缺乏现代化的用户界面，使得向新的研究人员传授技术知识变得很困难。

▍解决方案

凭借Moku:Pro提供的先进功能、仪器规格和可重新配置性，英特尔实验室的研究人员可以在多仪器并行模式下同时运行两个锁相放大器和两个PID控制器（图2）。这种灵活性大大减少了他们的整体设备占地面积，并减少了不必要的布线。另外Moku:Pro提供了10 Vpp的模拟输出范围，该团队在进行涉及高电压的实验时不再需要外部放大。高精度的前端确保了出色的信号还原度和高分辨率。研究人员还赞赏该设备直观的图形用户界面，它不仅简单易用，并提供流程框图直观形象地表示出系统中信号的传递特性。能够多个在实验之间保存和加载多仪器模式的配置，进一步优化了宝贵的时间，并实现了团队成员之间的高效技术知识转移。接下来，该团队还可以通过利用Moku 云编译（Cloud Compile）来进一步简化控制算法验证和原型开发，将控制算法部署到Moku:Pro FPGA上，实时地对闭环控制系统进行表征。

图2：英特尔实验室的多仪器模式设置—在多仪器模式下配置多个Moku:Pro锁相放大器和PID控制器。

▍结果

通过使用Moku:Pro，大大简化了英特尔实验室的研究人员在高级实验项目中的工作流程。英特尔实验室的光电研究科学家Guan-lin Su博士说："在使用多维扫描时，需要数百个步骤来进行收敛，而Moku:Pro帮助我们在几次迭代中就能完成这项工作。“在Moku:Pro一台设备上提供了多种仪器功能，因此实验设置能变得更快、更有效。

▍总结

Moku:Pro能够更轻松、快速地调整控制回路，从而优化实验并最大限度地节省英特尔实验室的宝贵时间。该团队还能够利用对复杂的DUT使用两个以上的锁定装置的优势，以及将不同的多仪器模式配置保存在专门的文件中，以便在多个用户之间无缝传输等一系列产品优势，加速了开发时间。随着他们研究的进展，结合Moku云编译将实现更便捷灵活的原型设计和验证。