物理學(xué)研發(fā)實(shí)驗(yàn)室物理實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)報(bào)告一、摘要2023年7月1日至2023年8月31日，我在物理學(xué)研發(fā)實(shí)驗(yàn)室擔(dān)任實(shí)驗(yàn)助理，負(fù)責(zé)搭建和優(yōu)化量子傳感器測(cè)試平臺(tái)。通過改進(jìn)諧振腔耦合結(jié)構(gòu)，將傳感器靈敏度提升至0.008mV/Hz^1/℃（原0.015mV/Hz^1/℃），完成120組高頻噪聲測(cè)試，數(shù)據(jù)擬合誤差低于1.2%。應(yīng)用MATLAB進(jìn)行信號(hào)處理，實(shí)現(xiàn)10s內(nèi)完成50組相位解調(diào)，相位精度達(dá)0.003rad（誤差分析顯示系統(tǒng)不確定性減少35%）。采用激光干涉測(cè)量法校準(zhǔn)光學(xué)元件，誤差控制在0.02μm內(nèi)。驗(yàn)證了低溫環(huán)境對(duì)材料電阻率的依賴性（50°C至300°C變化率0.011Ω·cm^1），總結(jié)出高頻信號(hào)采集與溫度補(bǔ)償?shù)臉?biāo)準(zhǔn)化流程，適用于同類實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)優(yōu)化。二、實(shí)習(xí)內(nèi)容及過程2023年7月1日到8月31日，我在一家物理學(xué)研發(fā)實(shí)驗(yàn)室實(shí)習(xí)，崗位是實(shí)驗(yàn)助理。主要任務(wù)是幫忙搭建和調(diào)試量子傳感器測(cè)試平臺(tái)。剛開始跟著師傅熟悉環(huán)境，學(xué)了怎么用矢網(wǎng)和鎖相放大器，還了解了低溫恒溫器的操作細(xì)節(jié)。7月10號(hào)開始獨(dú)立負(fù)責(zé)諧振腔耦合結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，用激光干涉儀測(cè)量反射率，發(fā)現(xiàn)初始狀態(tài)Q因子只有3000，靈敏度差?；藘芍軙r(shí)間調(diào)整耦合間隙，每次改0.01mm，重新測(cè)響應(yīng)曲線。7月25號(hào)完成第一次測(cè)試，新結(jié)構(gòu)的Q因子提升到5000，傳感器靈敏度直接翻倍，達(dá)到0.008mV/Hz^1/℃，比原來強(qiáng)多了。但高頻噪聲數(shù)據(jù)一直不太穩(wěn)定，8月初花了三天用MATLAB寫擬合程序，加上了小波去噪，相位解調(diào)精度從0.006rad提升到0.003rad。遇到的最大問題是光學(xué)元件散熱，諧振腔在激光照射下溫度波動(dòng)大，影響測(cè)量。最后用循環(huán)水冷卻系統(tǒng)解決了，但后來發(fā)現(xiàn)水溫控制精度還有提升空間。實(shí)習(xí)期間還參與了材料電阻率與溫度關(guān)系的研究，在50°C到300°C范圍內(nèi)每25°C測(cè)一次，數(shù)據(jù)擬合出經(jīng)驗(yàn)公式，誤差不到1.2%。師傅教了我怎么看懂頻譜圖，還有怎么用示波器抓單次脈沖信號(hào)，這些對(duì)我現(xiàn)在做畢業(yè)設(shè)計(jì)特別有用。感覺實(shí)驗(yàn)室的培訓(xùn)有點(diǎn)趕，很多操作都是自己摸索，要是能早給幾份操作手冊(cè)就好了。建議給新來的學(xué)生多安排幾周基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，比如怎么調(diào)激光束腰，怎么校準(zhǔn)功率計(jì)，這些細(xì)節(jié)書上沒寫全。這段經(jīng)歷讓我明白做科研得有耐心，有時(shí)候一個(gè)參數(shù)調(diào)半天可能還是不行，但每次成功都會(huì)特別開心。以后想多接觸量子傳感器的應(yīng)用，這個(gè)方向挺有前景的。三、總結(jié)與體會(huì)這八周在實(shí)驗(yàn)室的經(jīng)歷，讓我的知識(shí)從書本走向了現(xiàn)實(shí)，感覺特別扎實(shí)。7月到8月期間，從調(diào)試諧振腔耦合結(jié)構(gòu)到優(yōu)化高頻信號(hào)采集，每一步都挺磨人的，但看到靈敏度提升到0.008mV/Hz^1/℃時(shí)，真的很有成就感。這讓我明白，做實(shí)驗(yàn)不能只看理論，動(dòng)手能力和解決問題的能力同樣重要。之前在學(xué)校做實(shí)驗(yàn)，往往是一步一步跟著指導(dǎo)書，這里完全不一樣，師傅只給方向，具體怎么做、怎么改都得自己琢磨。比如諧振腔Q因子調(diào)到5000之后，怎么維持穩(wěn)定，怎么排除環(huán)境噪聲干擾，這些都是新學(xué)的。遇到光學(xué)元件散熱問題的時(shí)候，真是有點(diǎn)懵，但最后通過查閱資料和反復(fù)嘗試，用循環(huán)水冷卻系統(tǒng)解決了，雖然精度還有提升空間，但至少把實(shí)驗(yàn)做下去了。這段經(jīng)歷讓我對(duì)量子傳感器的應(yīng)用產(chǎn)生了濃厚興趣，特別是看到自己調(diào)試的傳感器在高溫超導(dǎo)材料研究中能派上用場(chǎng)時(shí)，感覺挺有價(jià)值的。實(shí)驗(yàn)室那種快節(jié)奏、高要求的環(huán)境，確實(shí)鍛煉了我的抗壓能力，也讓我意識(shí)到責(zé)任感的重要性。跟師傅們交流，發(fā)現(xiàn)他們看問題的角度很不一樣，對(duì)行業(yè)動(dòng)態(tài)了解也深，這讓我開始思考自己的職業(yè)規(guī)劃。我想接下來除了深化專業(yè)課程學(xué)習(xí)，還得補(bǔ)一些實(shí)驗(yàn)技術(shù)類的知識(shí)，比如考慮考取相關(guān)的技能證書，或者多參加一些科研項(xiàng)目，把實(shí)習(xí)中學(xué)到的經(jīng)驗(yàn)往深處走。量子技術(shù)現(xiàn)在發(fā)展很快，傳感器、量子計(jì)算這些領(lǐng)域前景挺大的，希望以后能有機(jī)會(huì)在這個(gè)方向上深入發(fā)展，做出點(diǎn)實(shí)在的東西。從學(xué)生到準(zhǔn)職場(chǎng)人，心態(tài)上最大的變化是覺得很多事情沒做就先別想結(jié)果，能動(dòng)手解決的就是好方法，這點(diǎn)比單純啃理論要有用多了。四、致謝感謝實(shí)驗(yàn)室提供平臺(tái)，讓我接觸到了真實(shí)的物理實(shí)驗(yàn)研發(fā)環(huán)境。感謝我的導(dǎo)師悉心指導(dǎo)，從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)到問題解決都給了我很大幫助，特別是諧振腔耦合優(yōu)化的那段時(shí)間，你點(diǎn)撥的關(guān)鍵點(diǎn)讓我少走了很多彎路。感謝各位同事，在遇到光學(xué)元