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关于参加广州大学光电夏令营的结营感想
姓名：潘璟熙 学校：广州市天河外国语学校 日期：2025年7月17日
引言：一次迈向光的旅程
当我怀着对光电世界的向往，踏入坐落于粤港澳大湾区科技创新高地的广州大学时，我并未完全预见到，这为期5天的夏令营将拓展我的知识面更提供了在科研上解决问题的态度。在此，我谨对广州大学物理与材料科学学院为我们提供此次宝贵的学习实践机会，以及所有为此付出的教授、老师们，表示最诚挚的感谢。本次夏令营通过一系列结构严谨的讲座、前沿的实验室参观和严谨的科研实践活动本感想旨在客观、全面地总结营期内的主要收获、个人在实践中的具体感悟，以及由此激发的延伸性思考，作为我未来学术道路规划的重要基石。
- 知识体系的重构与深化：从经典到前沿
本次夏令营的系列讲座，将光电领域从基础物理原理到尖端应用的壮丽图景呈现在我们眼前。这并非简单的知识灌输，而是一场思维方式的冲击与重塑。
“光与能量”讲座为整个夏令营奠定了坚实的理论基础。刘教授从爱因斯坦的光电效应讲起，这些尚未学习的知识，虽然陌生但是更激发了我对真实的好奇心。刘教授的讲座很有趣，运用了大量例子，例如与太阳能电池、光的窃听等实际应用紧密结合，焕发出了新的生命力。我理解到，光电是现代社会必不可缺的产业，无论是显示屏、打印机、芯片，VRAR等具体应用都与光电技术密不可分。还有就是对激光的具体介绍，告诉了我们生活中个各种光源背后的秘密。激光就是“众人拾柴火焰高”。正是对光子这一基本粒子的能量、动量等特性的精确调控，才构成了现代光电科学的根基。
“皮秒激光技术”讲座则将我们带入了超快光学的前沿。我了解到，时间尺度在物理相互作用中具有决定性意义。张教授讲解到，皮秒（10^-12秒）级别的超短脉冲激光，根据W=Pt，因其脉冲宽度远小于材料内部的电子-声子耦合时间（通常为几十皮秒），能量能在晶格发生热振动之前就完成了对材料的改变，从而实现所谓的“冷加工”[1]。在化学上，我们都知道化学反应的速度极快，但如何去观察呢，先前没有办法运用飞秒激光光束拍摄下反应过程中的变化及生成的中间体。我们生活中一般使用的是连续波，但是飞秒激光是脉冲波。这彻底颠覆了我对激光等于高温热效应的刻板印象。当屏幕上展示出皮秒激光在晶状体等脆性材料上进行无热损伤、无微裂纹的精密切割案例时，我感受到了在极限物理条件下，曾获得诺贝尔化学奖的艾哈迈德·哈桑·泽维尔对基础科学的突破如何直接催生颠覆性的工业技术革命。这不仅应用于高端制造业，更在不同领域，如眼科的飞秒激光近视矫正手术（LASIK）和激光写入 （DLW）中展现了其无与伦比的精度与安全性。
而“能量无线传输”讲座则为我打开了另一扇想象的窗户。我们从Tesla Coil开始学习，它生产超高电压但低电流、高频率的交流电力。1972 年，奥克兰大学的 Don Otto 教授提出了一种由感应驱动的车辆，该车辆使用道路上的发射器和车辆上的接收器[2]。2006年，美国麻省理工学院(MIT)物理系助理教授Marin Soljacic的研究小组全球首次宣布了将电场或者磁场应用于供电技术的可能性。我们不仅学习了基于磁感应耦合、已广泛商业化的Qi标准[3]，更深入探讨了磁谐振耦合技术。后者通过让发射和接收线圈在同一频率上共振，大大增加了传输距离和空间自由度，为未来的智能家居、移动设备充电提供了更便捷的方案。讲座还展望了基于微波和激光的远距离、高功率能量传输。这引发了我的深度思考：如果该技术成熟，未来的消费电子产品或许可以彻底摆脱充电线的束缚，甚至行驶中的电动汽车也能在专用车道上获得动态补能，这将深刻改变城市能源的供给网络和基础设施形态。但同时，教授也引导我们辩证地看待其挑战，如微波传输的能量效率、波束精准控制以及潜在的生物安全问题[4]，让我认识到任何一项前沿技术的发展都伴随着复杂的系统性工程问题和伦理考量。
- 科研实践能力的初步探索：在失败与成功中成长
如果说讲座是仰望星空，那么动手实践就是脚踏实地。理论的深度最终需要通过实践来丈量。夏令营的动手环节，是我收获最大、感触最深的部分，它让我体会到从“知道”到“做到”之间巨大的鸿沟，以及跨越它所带来的无与伦比的成就感。
学习使用电烙铁，这个看似基础的工序，却是我科研素养训练的第一课。空气中弥漫着焊锡丝被加热后特有的气味，我手持电烙铁，努力让自己的心跳和呼吸都平稳下来。从最初由于焊点报废，到焊点出现虚焊、连锡等各种问题，再到最终能焊出大小均匀、光洁牢固的焊点。先是焊接LED灯，绘制出形形色色的图案，它虽然简单却是工程中的基本功。我体会到科研工作容不得丝毫马虎。这不仅是技巧的训练，更是对耐心、专注和严谨态度的磨砺。一个完美的焊点，如同一个完美的实验数据，都是对科学规律的尊重和对工匠精神的践行。
“光传声装置”的制作则更像是一次精密的科学实验。我们将音频播放器的输出信号，通过一个简单的三极管放大电路，去调制激光二极管的光强度。最终从接收端的扬声器里，听到通过光束传播过来的音乐时，一种将抽象理论变为现实的巨大成就感油然而生。这让我深刻理解了光作为信息载体的优越性。这正好呼应了刘教授的说的窃听技术，音频信号竟然能够通过光信号传播光电有着广阔的运用空间。
在制作“光电巡线小车”时，我们遇到了具体的工程挑战。最初，我们按照电路图组装完毕后，小车在黑白线交界处总是反应过度，像醉汉一样剧烈摆动，无法稳定循迹。我调节了多次电位器，通过上百次的微调，在不同的光照环境下测试，最终找到了一个鲁棒性（Robustness）最佳的阈值范围，每次都能行走正确的路线。
- 学术视野与未来规划：与前沿科学的对话
与广州大学的教授及老师们的交流，是我此行最为宝贵的财富。他们的言传身教，让我得以窥见学术殿堂的真实面貌。我与叶老师了解了广州大学的专业设置，并询问了关于报考专业的意见，相信可以为日后的高考做更充足的准备。
这次经历让我对“光电信息科学与工程”这一交叉学科的认知，从一个模糊的专业名称，变得立体而深刻。它不仅是物理学原理的应用，更是深度融合了材料科学、电子工程、计算机技术和化学等多学科知识的综合性领域。这坚定了我 未来选择相关专业、投身于科学研究的决心。
- 课外延伸与独立思考：播下探索的种子
夏令营的启发并未止步于营期的结束，它在我心中播下了持续探索的种子。讲座和实验激发了我强烈的好奇心，驱使我进行更广泛的阅读和独立的思考。
在了解了皮秒激光后，我进一步查阅了时间尺度更短的飞秒（10^-15秒）乃至阿秒（10^-18秒）激光的相关资料。我了解到，科学家们正利用阿秒激光脉冲这一“快门”，去“拍摄”原子内部电子云的运动轨迹，实时观测化学键的形成与断裂过程[5]。2023年的诺贝尔物理学奖正是授予了在阿秒物理学领域做出开创性贡献的科学家[6]，这让我无比兴奋地看到，夏令营所学的知识正与世界科学的最前沿同频共振。
同时，我也开始主动思考不同技术的融合可能性。例如，我曾经参加过广州市创新创业大赛，我打算将我的巡检机器人运用上新学的光电技术，让它更上一层楼。这种将所学知识融会贯通，尝试提出解决方案的思考过程，让我体验到了创造的乐趣。
结论：站在新的起点
总而言之，广州大学光电夏令营是科研-，研学+的活动。它不仅让我系统地掌握了光电领域的核心知识，更重要的是，通过实践和交流，锻炼了我的科研思维与动手能力，教会我如何面对和解决未知问题，并最终激发了我对未知领域的无限探索热情。我再次由衷地感谢广州大学所有为此付出的老师。我将带着这份宝贵的经历、深刻的思考以及对科学的敬畏之心，站在一个新的起点上，在未来的学习道路中砥砺前行，力求有朝一日能为科技发展贡献自己的一份力量。
参考文献
[1] K. Du, et al., “Picosecond laser precise processing,” Chinese Journal of Lasers, vol. 37, no. 9, pp. 2223-2231, 2010.
[2] Wikipedia, “Inductive charging,” [Online]. Available: https://en.wikipedia.org/wiki/Inductive_charging. [Accessed: Jul. 17, 2025].
[3] Wireless Power Consortium, “How it works: The Qi standard,” 2025. [Online]. Available: https://www.wirelesspowerconsortium.com/qi/.
[4] M. Zhadobov, et al., “State of the Art in Metamaterial-Inspired Antennas for Biomedical Applications,” International Journal of Antennas and Propagation, vol. 2021, Article ID 6645824, 2021.
[5] F. Krausz and M. Ivanov, “Attosecond physics,” Reviews of Modern Physics, vol. 81, no. 1, pp. 163–234, 2009.
[6] The Royal Swedish Academy of Sciences, “Press release: The Nobel Prize in Physics 2023,” Oct. 3, 2023. [Online]. Available: https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2023/press-release/.
- Author:JingxiPan
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