大幅度提高纳秒太赫兹参量源输出能量和效率的研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61475087
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0506.激光
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Terahertz parametric sources are important and indispensable terahertz sources. They have outstanding advantages including laser-like properties, tunable operation, narrow spectral line width, long lifetime, and room-temperature operation. They have also obvious disadvantages, low available pulse energies and low conversion efficiencies. Based on the analysis on the causes resulting in the low available pulse energies and low conversion efficiencies, this project will research on the measures to increase the available pulse energies and conversion efficiencies greatly. The combined system of a terahertz-wave parametric oscillator (TPO) and a surface-emitted terahertz-wave parametric generator (SE-TPG) will be used. Stokes pulses with large energies are generated first from the TPO. And then the Stokes pulses are injected into the SE-TPG pumped by large-beam-size and large-energy pulses. The temporal overlapping and the spatial matching between the pumping and Stokes pulses are maintained. And multiple-beam output from the SE-TPG with a slab nonlinear crystal will be realized. The following goals are expected. The obtained nanosecond terahertz pulse energy is larger than 1 mJ, 1000 times larger than the obtained maximum pulse energy from a current SE-TPG. The conversion efficiency from the pumping laser to the terahertz wave has an increase of more than 10 times. The corresponding theoretical model for the system will be established. It can be used as the theoretical tool for the system design and the theoretical basis for the system generating much larger terahertz pulses.
太赫兹(THz)参量源是重要的不可或缺的THz辐射源。它的优点很突出,如具有类激光特性,可调谐运转,谱线宽度窄,长久耐用,室温运转等。它的缺点很明显,即脉冲能量和转化效率低。本项目在分析造成THz参量源输出能量和效率低原因的基础上,拟探讨大幅度提高THz参量源输出能量和效率的措施。将利用THz参量振荡器(TPO)和表面垂直发射式THz参量发生器(TPG)相结合的系统,先由TPO产生能量尽量大的Stokes脉冲,再将该Stokes脉冲作为大面积TPG的种子注入,通过保证泵浦脉冲与Stokes脉冲时间和空间上匹配、选用板条状非线性晶体获得多束THz波输出等措施,达到以下目标:获得纳秒THz脉冲能量1 mJ以上,相对于目前表面垂直发射式TPO,输出能量提高1000倍以上,效率提高10倍以上。建立相应的理论模型,为这种THz参量源的设计提供理论工具。为更高能量和效率THz脉冲的获得提供理论依据。

结项摘要

太赫兹(THz)参量源是重要的不可或缺的THz辐射源。它的优点很突出,如具有类激光特性,可调谐运转,谱线宽度窄,长久耐用,室温运转等。它的缺点很明显,即脉冲能量和转化效率低。本项目在分析造成THz参量源输出能量和效率低原因的基础上,利用THz参量振荡器(TPO)和表面垂直发射式THz参量发生器(TPG)相结合的系统,先由TPO产生能量尽量大的Stokes脉冲,再将该Stokes脉冲作为大面积TPG的种子注入,通过保证泵浦脉冲与Stokes脉冲时间和空间上匹配等措施,大幅度提高太赫兹参量源的输出能量和转化效率。主要研究内容包括:(A) 利用THz参量振荡器获得高能量、大脉冲宽度Stokes光脉冲的研究。(B) Stokes脉冲注入的表面垂直发射式THz参量发生器性能研究。(C) Stokes脉冲注入的板条状MgO:LiNbO3晶体多点输出THz参量发生器性能研究调谐特性研究。(D) THz参量源的理论研究。(E) 大能量太赫兹脉冲的获得。当泵浦能量是2.26 J时,获得的最大太赫兹脉冲能量为114 微焦,比原来太赫兹参量振荡器的输出脉冲能量提高了110倍。相应的转化效率为5.04*10^(-5),比原来太赫兹参量振荡器的转化效率提高到5倍。并为种子注入的THz参量发生器建立了理论模型,数值模拟结果与实验结果基本相符。还探索了一些新的太赫兹参量源材料。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(5)
Tunable KTA Stokes laser based on stimulated polariton scattering and its intracavity frequency doubling
基于受激极化子散射的可调谐KTA斯托克斯激光器及其腔内倍频
  • DOI:
    10.1364/oe.24.007558
  • 发表时间:
    2016-04-04
  • 期刊:
    OPTICS EXPRESS
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Zang, Jie;Cong, Zhenhua;Zhang, Shaojun
  • 通讯作者:
    Zhang, Shaojun
Terahertz parametric oscillator with the surface-emitted configuration in RbTiOPO4 crystal
采用 RbTiOPO4 晶体表面发射结构的太赫兹参量振荡器
  • DOI:
    10.1016/j.optlastec.2018.02.009
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Optics and Laser Technology
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Gao Feilong;Zhang Xingyu;Cong Zhenhua;Qin Zengguang;Chen Xiaohan;Liu Zhaojun;Lu Jianren;Li Yuan;Zang Jie;Wu Dong;Jia Chenyang;Jiao Yue;Zhang Shaojun
  • 通讯作者:
    Zhang Shaojun
基于环形腔结构的种子注入式太赫兹参量振荡器
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中国激光
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李圆;张行愚;丛振华;秦增光;陈晓寒;刘兆军;卢建仁;高飞龙;臧婕;吴东;贾晨阳;焦月;张少军
  • 通讯作者:
    张少军
Tunable Stokes laser generation based on the stimulated polariton scattering in KTiOPO4 crystal
基于 KTiOPO4 晶体中受激极化子散射的可调谐斯托克斯激光产生
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Optics Express
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Li, Ning;Fu, Qiang;Lu, Qingming;Zhang, Shaojun
  • 通讯作者:
    Zhang, Shaojun

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其他文献

百微焦飞秒光纤啁啾脉冲放大激光系统
  • DOI:
    10.3788/cjl202148.0701001
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中国激光
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵其锴;丛振华;刘兆军;张行愚;赵智刚
  • 通讯作者:
    赵智刚
Modeling of actively Q-switche
主动调Q的建模
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    丁双红*;张行愚;王青圃
  • 通讯作者:
    王青圃
和频、差频共存的太赫兹波上转换探测理论分析
  • DOI:
    10.3788/cjl202118.1211001
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中国激光
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    尹晓琴;范书振;李永富;张行愚;刘兆军;赵显;方家熊
  • 通讯作者:
    方家熊
KTP和KTA晶体在3~6THz波段的折射率测量
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    光电子-激光
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王伟涛;唐关琦;付强;张行愚
  • 通讯作者:
    张行愚
主动调Q内腔式Nd∶YAG/GdVO_4拉曼激光器
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国激光
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈晓寒;张行愚;张晓磊;王青圃;李述涛;丛振华
  • 通讯作者:
    丛振华

其他文献

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AI技术路线图

张行愚的其他基金

基于金刚石晶体的远红外及太赫兹波段拉曼激光器研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    62 万元
  • 项目类别:
    面上项目
新材料太赫兹参量源研究
  • 批准号:
    61775122
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    63.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
晶体拉曼放大器的理论与实验研究
  • 批准号:
    11174185
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
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  • 项目类别:
    面上项目
内腔式固体拉曼激光器自锁模现象的研究
  • 批准号:
    60778012
  • 批准年份:
    2007
  • 资助金额:
    32.0 万元
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    面上项目
局域化随机激光器的理论表征及在光子局域化研究方面的应用
  • 批准号:
    60478017
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    2004
  • 资助金额:
    22.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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相似海外基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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