波形指令¶
bosing 通过一系列的指令控制波形的生成, 目前支持的指令有:
Play在指定通道上添加波形
ShiftPhase偏置指定通道的相位
SetPhase设置指定通道的相位
ShiftFreq偏置指定通道的频率
SetFreq设置指定通道的频率
SwapPhase交换两个通道的相位
生成包络与指令¶
除了直接生成波形 generate_waveforms() 之外, bosing 还提供
generate_envelopes_and_instructions() 用于输出更底层、便于外部处理的结果。
该函数返回两部分:
- envelopes:
list[numpy.ndarray] 去重后的包络采样（1D,
float64）。
- envelopes:
- instructions:
dict[str, list[Instruction]] 每个通道对应一组
Instruction。每条指令通过env_id引用envelopes[env_id]。
- instructions:
对于每条 Instruction:
i_start: 包络写入波形的起始采样点索引env_id: 引用的包络编号amplitude: 该脉冲的幅度（非负）freq: 该脉冲的频率（cycles/s）phase: 该脉冲的相位（cycles）
示例:
import numpy as np
from bosing import Barrier, Channel, Hann, Play, Stack, generate_envelopes_and_instructions
length = 1000
channels = {"xy": Channel(30e6, 2e9, length)}
shapes = {"hann": Hann()}
schedule = Stack(duration=500e-9).with_children(
Play(channel_id="xy", shape_id="hann", amplitude=0.3, width=100e-9, plateau=200e-9),
Barrier(duration=10e-9),
)
envelopes, instructions = generate_envelopes_and_instructions(channels, shapes, schedule)
inst0 = instructions["xy"][0]
env0 = envelopes[inst0.env_id]
assert env0.dtype == np.float64
assert 0 <= inst0.i_start < length
相位计算¶
备注
公式中的相位单位均为周期数, 即 \(2\pi\) 的倍数.
对于每个通道，bosing 记录了以下信息:
通道的载波频率 \(f_0\)
由于频率偏置而产生的额外频率 \(\Delta f\)
通道的初相位 \(\phi_c\)
而 Play 指令中还可以指定额外频率 \(f_p\) 与额外相位 \(\phi_p\).
假设经过 DRAG 修正后的波形包络为 \(E_d(t)\), 波形起始时间为 \(t_0\), 则
混频后的波形为
涉及相位的指令还有
ShiftPhase:改变 \(\phi_c\), 与时间无关
SetPhase:改变 \(\phi_c\), 使得在指定时间 \(t\) 时相位为 \(\phi\). 计算相位时 只包括 \(\Delta f\)
SwapPhase:改变两个通道的 \(\phi_c\), 使得在指定时间 \(t\) 时两个通道的相位交换. 计算相位时 包括 \(f_0\) 与 \(\Delta f\)