系统校准

Quatm 在日常实验系统校准与维护中的自动化应用。

功能介绍

除物理实验外，Quatm 将日常校准任务也编为标准实验脚本，实现一键运行和自动记录。覆盖相机暗噪声、快门响应、频率合成器验证和触发延迟标定等常见校准需求。

代码结构

所有校准实验均遵循相同的结构模式：

  • 继承 Experiment 类
  • 在 build() 中声明被测设备和校准参数
  • 在 run() 中执行校准流程并自动记录结果

典型校准任务

相机暗噪声表征

功能：在无光条件下连续采集图像帧，统计暗电流噪声分布。

主要步骤：

  1. 关闭所有光源，设置相机曝光时间
  2. 循环采集 N 帧暗图像
  3. 计算每像素的均值和标准差
  4. 保存噪声图谱至 HDF5

涉及设备：相机

快门响应时间测量

功能：测量机械快门从 TTL 触发到完全开启/关闭的延迟时间。

主要步骤：

  1. 光电探测器对准快门后的光束
  2. TTL 触发快门开启，同步启动高速采集
  3. 记录探测器信号上升/下降沿时间
  4. 重复测量取平均

涉及设备：快门（TTL）、光电探测器

频率合成器验证

功能：验证 Valon 5009 或 DDS 频率合成器的实际输出频率和功率。

主要步骤：

  1. 设置频率合成器到目标频率
  2. 频谱仪测量实际输出
  3. 扫描频率范围，记录偏差
  4. 生成校准曲线

涉及设备：Valon 5009/DDS（串口）、频谱仪

相机触发延迟标定

功能：测量 TTL 触发到相机实际曝光窗口之间的延迟。

主要步骤：

  1. 脉冲光源与相机触发共享同一 TTL 信号
  2. 扫描触发延迟参数
  3. 检测每帧中光脉冲出现位置
  4. 标定最佳延迟值

涉及设备：相机、脉冲光源（TTL）