Zpětnovazební chlazení částice v optické pasti ve více osách

Abstract

Tato práce se zabývá návrhem a implementací algoritmů pro zpětnovazební chlazení (neboli polohovou regulaci) částice v optické pasti ve více osách s využitím Kálmánova filtru. Jsou zde navrženy dvě metody regulace, z nichž každá je určena pro využití jiného akčního členu: modulátoru intenzity laseru, nebo dvojice elektrod. Dále je popsána implementace obou metod na hardware s FPGA. Fungování obou navržených algoritmů je prokázáno numerickou simulací. Navíc je fungování regulace využívající elektrody prokázáno experimentem na optické pasti. Druhá metoda je pro využití při experimentu plně připravena.This thesis deals with a design and implementation of algorithms for multiaxis feedback cooling (which means positional control) of a particle in an optical trap with use of Kalman filter. Two control methods are proposed here, each of which is intended for use of a different actuator: a laser intensity modulator or a pair of electrodes. Next, the implementation of both methods on hardware with an FPGA is described. Functioning of both proposed algorithms is proven by a numerical simulation. In addition, the functioning of the control using electrodes is demonstrated by an experiment with an optical trap. The second method is fully prepared for use in an experiment.