Stabilizace makroskopické částice v optické pasti

Abstract

Cílem této práce je implementace a otestování algoritmů pro zpětnovazební stabilizaci částice v optické pasti. Tyto algoritmy jsou implementovány v programovatelném hradlovém poli Red Pitaya STEMlab 125-14 s využitím automatického generování kódu z modelů v programu Simulink. V práci je popsán fyzikální základ řízeného systému, jeho návaznost na teorii Kálmánova filtru, detaily implementovaných algoritmů v FPGA a procedury využité pro odhad parametrů. Implementované algoritmy byly úspěšně otestovány na reálné sestavě a výsledky jsou ukázány v závěru práce.

This thesis deals with the implementation and evaluation of the feedback stabilization algorithms for a particle in an optical trap. The algorithms are implemented in a field-programmable gate array Red Pitaya STEMlab 125-14 leveraging HDL code autogeneration from Simulink models. Theoretical background is laid out to highlight the connection of underlying physics to the Kalman filter theory, together with the details of FPGA implementation and parameter estimation. The implemented algorithms were successfully tested in a real experimental setup, and the results are presented in the last chapter.