物理學(xué)科研機(jī)構(gòu)物理研究員實習(xí)報告一、摘要

2023年7月1日至2023年8月31日，我在物理學(xué)科研機(jī)構(gòu)擔(dān)任物理研究員實習(xí)生，負(fù)責(zé)激光干涉測量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理與優(yōu)化。通過為期8周的工作，我參與搭建并調(diào)試了基于邁克爾遜干涉儀的實驗裝置，完成120組原始數(shù)據(jù)采集，利用MATLAB進(jìn)行信號擬合，誤差均方根（RMSE）控制在0.005以內(nèi)。核心工作成果包括優(yōu)化了數(shù)據(jù)采集算法，將采樣頻率從100Hz提升至500Hz，顯著提高了相位解調(diào)精度。在專業(yè)技能應(yīng)用方面，熟練運用了激光原理、光學(xué)干涉技術(shù)和Python進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化，并實踐了誤差傳遞公式在實驗設(shè)計中的應(yīng)用。提煉出的可復(fù)用方法論包括：通過正交實驗設(shè)計減少變量干擾，以及利用快速傅里葉變換（FFT）算法進(jìn)行噪聲濾除，這些方法可直接應(yīng)用于相關(guān)物理實驗的數(shù)據(jù)處理流程。

二、實習(xí)內(nèi)容及過程

2023年7月1日到8月31日，我在物理學(xué)科研機(jī)構(gòu)實習(xí)，崗位是物理研究員助理。單位主要研究光學(xué)干涉現(xiàn)象及其應(yīng)用，有激光器、干涉儀和光譜儀等設(shè)備，氛圍挺濃厚的。實習(xí)目的就是了解科研實際流程，把書本知識用上。

我跟著導(dǎo)師做了激光干涉測量實驗，目標(biāo)是提高相位解調(diào)精度。7月10號開始搭建邁克爾遜干涉儀，調(diào)整反射鏡位置花了兩天，光路穩(wěn)定性直接影響數(shù)據(jù)。7月20號到8月10號是數(shù)據(jù)采集階段，每天跑120組實驗，記錄不同波長下的干涉圖樣。我負(fù)責(zé)用數(shù)據(jù)采集卡同步記錄光強信號，采樣頻率一開始是100Hz，后來發(fā)現(xiàn)噪聲太大。8月1號請教導(dǎo)師，他建議用鎖相放大器，我花了三天時間學(xué)習(xí)其原理，7月31號把系統(tǒng)改成500Hz采樣，RMSE從0.015降到0.005，效果立竿見影。

遇到的困難主要是初期對干涉儀調(diào)試不熟練，光路調(diào)整反復(fù)試了幾十次都沒成功，有點煩躁。后來看文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)要考慮環(huán)境振動影響，買了減震墊，第二天就通了。還不會用FFT做噪聲處理，導(dǎo)師讓我自己摸索，現(xiàn)在數(shù)據(jù)預(yù)處理流程都弄順了。

實習(xí)成果就是完整了一套實驗方案，數(shù)據(jù)擬合誤差控制在0.005內(nèi)，比初期目標(biāo)好不少。學(xué)到的方法論有正交實驗設(shè)計怎么選因素，還有誤差傳遞公式怎么用。職業(yè)規(guī)劃上更清晰了，想往精密測量方向發(fā)展，但感覺光學(xué)設(shè)計方面還得補課，打算下學(xué)期多看相關(guān)論文。

單位管理上有點亂，比如實驗記錄經(jīng)常找不到人簽字，建議搞個電子流程。培訓(xùn)機(jī)制也不夠，有些設(shè)備操作只是簡單講了下，沒有實操考核。崗位匹配度問題在于我編程能力弱，數(shù)據(jù)處理很多是手動編的，要是會Python腳本效率能高幾倍。可以考慮給實習(xí)生加個編程基礎(chǔ)培訓(xùn)，或者直接配個會寫代碼的師兄帶。

三、總結(jié)與體會

這8周實習(xí)，感覺像是從理論世界跌進(jìn)現(xiàn)實場。7月1號剛?cè)サ臅r候，看著激光器、干涉儀，心里直打鼓，生怕搞砸了。到8月31號離開，能獨立跑個完整實驗，數(shù)據(jù)誤差從開頭的0.02降到了0.005，這感覺挺實在的。

最值錢的是把書本里的相位解調(diào)、誤差傳遞這些玩意兒，真刀真槍用上了。比如7月25號調(diào)試那會兒，光路怎么也不穩(wěn)定，反復(fù)調(diào)整參數(shù)沒效果，導(dǎo)師讓我先停停，畫個誤差傳導(dǎo)圖看看。發(fā)現(xiàn)是反射鏡移動精度不夠，立馬買了高精度絲桿，第二天數(shù)據(jù)就順了。這種把理論變成實際結(jié)果的過程，比單純看論文刺激多了。

職業(yè)規(guī)劃上更清晰了。本來對測量和理論都感興趣，現(xiàn)在覺得精密測量更對味。下學(xué)期打算啃啃《光學(xué)設(shè)計原理》，順便考個數(shù)據(jù)處理相關(guān)的證書，希望能把手頭這套實驗流程優(yōu)化得更高效。行業(yè)趨勢看，現(xiàn)在量子光學(xué)、超精密測量挺火，但感覺咱們這兒設(shè)備維護(hù)靠手工，要是引入些自動化控制，效率能提升不少。

心態(tài)轉(zhuǎn)變挺明顯的。以前做實驗就是按部就班，現(xiàn)在明白每個步驟為啥要這么做，責(zé)任感強了。比如8月10號連續(xù)加班處理數(shù)據(jù)到凌晨，為了趕進(jìn)度沒叫外賣，自己煮泡面，現(xiàn)在想想有點傻，但確實成長了。以后要是真干這行，抗壓能力得練。

實習(xí)最大的收獲是知道了自己的短板。編程能力太弱，數(shù)據(jù)處理好多是手動搞的，效率低得可憐。下階段得系統(tǒng)學(xué)學(xué)Python，爭取把數(shù)據(jù)處理腳本寫起來。導(dǎo)師說科研就是不斷試錯，這次試了120組數(shù)據(jù)，每次失敗都記下來，現(xiàn)在翻看筆記，發(fā)現(xiàn)每條記錄都是進(jìn)步的腳印。這種積累感，比期末考試拿高分還踏實。

四、致謝

感謝物理學(xué)科研機(jī)構(gòu)給我這次實習(xí)機(jī)會，讓我接觸到了真實的科研環(huán)境。特別感謝導(dǎo)師，在實驗方向選擇和數(shù)據(jù)