䇹政学者风采录

李一一

来自北京大学

䇹政学者姓名：李一一 

䇹政学者性别：女 

所在学校：北京大学 

就读院系：物理学院 物理系 

立项课题名称：基于非线性光学微腔中自发对称性破缺的微粒传感 

䇹政导师姓名：肖云峰 

课题介绍： 

回音壁光学微腔中的自发对称性破缺现象指的是在一定光强以上，回音壁微腔内正反传播的光强将不再相等，即自发对称性破缺。2017年，回音壁光学微腔中的自发对称性破缺现象被实验实现，本项目基于这一现象，开展“基于非线性光学微腔中自发对称性破缺的微粒传感”相关研究，目标是在对称性破缺阈值附近提高微粒传感灵敏度和信噪比，指出非线性光学效应进行传感的优势和可能性。学生李一一在导师肖云峰的指导下，完成了对于传感增强原理的解释、无损耗和有损耗微腔中传感信号灵敏度的表征、传感灵敏度随对称性破缺阈值和微腔参数的变化和传感噪声的研究，证实了该传感方式可在阈值附近取得高灵敏度，且在一定参数范围内取得优于其他传感方式的信噪比。 

心得体会： 

课题研究过程中最大的体会莫过于克服困难的艰辛。

我的课题是研究一个新的传感方法，在完成了关于传感信号灵敏度的表征后，课题进入了难关，即关于噪声的分析。由于我研究的系统是一个非线性光学系统，但是此前许多在同一平台下进行传感研究的成果都是在线性系统中分析，因此必须要在传统的方法上进行优化和改良，这一过程远超我想象的艰辛。最初，我选择了用传输矩阵的方法进行计算，但在计算取得一定进展时与老师和学长讨论，发现这一方法在处理非线性系统时并不严格，于是只能推倒重来。在上一个学期开始，我又选择了用最基础的量子主方程的方法对噪声进行分析，经历了复杂的推导、计算和编程后终于取得了一定进展，在讨论后认为量子主方程方法只能分析量子噪声，且不善于和其他传感方法的噪声进行比较，因此不得不再次推倒重来，换成其他计算方法。最后，我选择了将噪声做线性近似的方法终于取得了比较令人满意的结果。

在两次推倒重来的过程中，我不仅体会到了克服困难的艰辛，而且也感受到了在研究小组中和大家共同讨论和提高的重要性和价值。尽管前两次计算的结果看似打了水漂，但实际上，在接触两种此前不懂的方法时，我对整个系统和整个传感领域有了更加全面的认识，也感觉收获良多。