引言
在量子计算机中精确操纵原子阵列,为暗物质搜索捕捉亿分之一秒的微弱信号,甚至通过超声波实现无创脑疾病治疗——这些看似科幻的场景,正成为全球顶尖实验室的日常。
而它们背后,都离不开一套能够生成、捕捉与分析极端信号的核心工具:任意波形发生器(AWG) 与 数字化仪。
德思特科技作为Spectrum Instrumentation在中国的重要合作伙伴,携手全球数百个科研与工业团队,在量子科学、大物理实验、光学研究与医疗成像等领域,推动着一个又一个技术突破。
现在,我们将这些前沿应用的系统方案、选型配置与实验细节,汇集整理成一本超过100页的 《Spectrum AWG & 数字化仪应用白皮书》,并免费开放下载,助您快速定位技术方案,点燃创新灵感。
案例节选1:量子世界:由你“波形”塑造
在清华大学离子阱量子模拟实验中,研究人员借助 DN2.663-04 AWG 生成高精度微波信号,成功观测到“拓扑欧拉绝缘体”,为脆弱拓扑态研究开辟新路径。

而在哈佛大学,科学家通过 M4i.6631-x8 AWG 驱动声光调制器,实现对Rydberg原子阵列的精细操控,逐步搭建起可扩展的量子处理器。
无论是操控离子、超导比特,还是NV色心、硅自旋量子点,AWG与数字化仪已成为量子控制与读取的“标准配置”。
案例节选2:感知万物:光纤中的“神经”网络
在大型桥梁、飞机机翼或数千公里的油气管道中,嵌入的光纤就是感知应变与温度的“神经”。通过OFDR(光频域反射)技术,能精准定位毫米级的损伤或泄漏点。
M4i.4420-x8 数字化仪以250 MS/s速率与16位分辨率,高保真采集微弱背向散射信号;M2p.6566-x4 AWG则产生超高线性扫描波形驱动激光器,确保频率与空间的精确映射。

这套方案将分布式光纤传感的空间分辨率推至毫米级,应变测量精度达微应变级别,为基础设施健康监测与工业安全预警提供了可靠的技术内核。
案例节选3:探测未知:从暗物质到聚变能量
在韩国基础科学研究所,科学家使用 M4i.4470-x8 数字化仪 捕捉轴子暗物质的微弱信号,数据流传输速度高达3 GB/s,确保无一数据丢失。

英国First Light Fusion公司则通过 32张M2p.5923-x4数字化仪卡 同步监测核聚变试验中的256个通道,时间同步精度达纳秒级,为高能物理实验提供可靠的数据基石。
在两个 19 英寸 PC 系统中带有 32 个数字化仪卡
案例节选4:医疗成像与治疗:信号决定精度
新加坡南洋理工大学的研究团队,利用 M4i.4420-x8 数字化仪 实现“光声双模态成像”,在表层与深层组织中同步获取高分辨率图像,推动肿瘤早期诊断的技术演进。
可切换光声显微镜(OR-AR-PAM)成像系统示意图
澳大利亚昆士兰大学则借助 M4i.4421-x8 数字转换器进行信号采集,为阿尔茨海默病的治疗提供全新可能。

为什么全球实验室选择 Spectrum?
• 极高同步性与低延迟:支持多卡级联,通道间延迟近乎为零;
• 领先的采样率与分辨率:AWG输出率达10 GS/s,数字化仪采样率达5 GS/s,分辨率最高16 bit;
• 灵活可扩展:支持PCIe、LXI等多种平台,适配从桌面研究到大型实验系统的全场景需求;
• 五年质保:远超行业标准,让科研投入更安心。
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Spectrum 任意波形发生器&数字化仪应用白皮书
– 核心原理深度剖析:详解DDS模式与传统AWG的差异,揭秘FPGA实时动态响应机制(延迟<6.4ns)及多音信号叠加技术原理。
– 量子计算实战应用:提供声光调制器(AOM/AOD)精密控制方案,实现激光束位置/强度编程与原子光镊的S形频率斜坡移动。
– 适用于: 量子科研、光电实验、射频通信、大物理探测、医疗成像等高端测试测量领域。
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德思特合作伙伴 Spectrum Instrumentation 数字化仪和AWG二合一由多通道数字化仪和多通道AWG组合而成,高达500 MS/s。 两种仪器可以独立使用,也可以同步组合使用。它们的主要优点是可以在小外壳中安装两种仪器的应用。单独一个LXI/Ethernet设备便可以在手动、自动或者远程控制的应用中同时产生、采集、分析电信号。
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