设备与驱动

Quatm 原生支持 50+ 品牌、100+ 种实验仪器：涵盖科学相机、信号源、激光器、运动平台、DAQ 与环境监测。

Quatm 通过 configuration/device_db.py 统一管理所有仪器设备，支持三种接入模式。

设备接入模式

type行为适用场景
local实例化驱动类，作为完整对象使用FPGA 控制器、相机等需要方法调用的设备
attr将通道映射为 Python 属性DAC 输出、TTL 数字信号
generic_attr调用驱动的任意函数DDS 频率设置等灵活映射

驱动分类

Quatm 内置 50+ 品牌 的实验仪器驱动，分为以下 7 个类别：

类别品牌数典型设备
📷 科学相机15Andor EMCCD/sCMOS、FLIR Blackfly、Basler、Hamamatsu ORCA、Thorlabs TSI
📡 信号源与射频8Valon 5009、DDS AD9959、Agilent 33500、Rigol DG1020Z
🔬 激光器与光学9Cobolt、Toptica iBeam、Sirah Matisse、M² Solstis、HighFinesse 波长计
🎯 运动与定位8PI 纳米台、Attocube、Newport Picomotor、Thorlabs APT
🔌 DAQ 与电源9NI DAQ/SWITCH/Digital、Rigol DP1116A、EA PS2000B、Keithley 2110、示波器
🌡️ 环境监测9Lakeshore 218、Cryocon、Pfeiffer TPG2xx、Leybold ITR、液氦液位计
⚡ 实验控制3ADwin FPGA、NI-FPGA、Red Pitaya

属性设备详解

TTLOut — 数字输出

映射硬件控制器的 TTL 通道为实验属性，支持正/反逻辑：

"cooling_aom": {
    "type": "attr",
    "module": "quatm.experiment.attributes",
    "class": "TTLOut",
    "arguments": {"channel": 5, "logic": "a"},
}

实验中直接赋值：self.cooling_aom = True

DAC — 模拟输出

映射硬件控制器的 DAC 通道，支持校准曲线：

"trap_x": {
    "type": "attr",
    "module": "quatm.experiment.attributes",
    "class": "DAC",
    "arguments": {"channel": 2, "gauge": "gauge-trap-x.txt"},
}

校准文件

非线性设备使用两列文本文件校准。第一列为期望物理量，第二列为实际 DAC 值，系统自动线性插值。

自定义驱动

"my_laser": {
    "type": "local",
    "module": "my_lab.laser_driver",
    "class": "LaserController",
    "arguments": {"port": "/dev/ttyUSB0"},
}

通信协议

协议典型设备
VISA / SCPI信号发生器、万用表、示波器、电源
串口 (RS232/RS485)激光器、真空计、位移台、温控器
Modbus RTUOmron/Lumel 温控器
TCP/IP (Telnet/JSON)M² 激光器、Attocube 控制器
原生 SDK DLLAndor、Basler、Hamamatsu 等相机
NI-DAQmxNI 数据采集卡
USB HIDANC350 纳米定位器
SPIAD9959 DDS
科学相机

Andor、Basler、Hamamatsu、FLIR 等 15 品牌科学相机与图像采集驱动。

信号源与射频

Valon 5009、DDS AD9959、Agilent、Rigol 等频率合成器与射频仪器驱动。

激光器与光学

Cobolt、Toptica、Sirah Matisse、M² Solstis、HighFinesse 波长计等激光器与光学测量驱动。

运动与定位

PI 纳米定位台、Attocube、Newport Picomotor、Thorlabs APT 等精密运动与定位驱动。

DAQ 与电源

NI DAQ、Rigol/EA 电源、Keithley/Voltcraft 万用表、示波器等数据采集与电学测量驱动。

环境监测

Lakeshore、Cryocon、Pfeiffer、Leybold 等温度、真空、低温监测驱动。

实验控制与其他

ADwin、NI-FPGA、Red Pitaya 等 FPGA 控制器与辅助设备驱动，覆盖从纳秒级实时时序到通用开关逻辑的全谱实验控制需求。