基于硫系光纤色散管理的3um光纤激光器自相似锁模脉冲特性研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61905126
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0506.激光
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Fiber lasers at 3um band with ultra-short pulses has broad application prospect in industry, scientific research and military field. The current transmission medium of 3um fiber laser is mainly focused on fluoride fiber, which has zero dispersion wavelength of <2um and also has a large negative dispersion in the 3um band. The lack of proper dispersion compensation mechanism of the oscillator will result in low mode-locked pulse energy, pulses are easy to split, and pulses duration will be limited by the spectral side band, these will seriously restrict its performance improvement and practicality. Obtaining self-similar pulses by proper dispersion management in mode-locked fiber oscillator is an important way to broaden spectrum, boost pulses energy and narrowing pulses duration. At present, chalcogenide glass is the only infrared material with normal dispersion and good fiber forming characteristics in 3um band. Based on this, this project innovatively applies a home-made high-quality single-mode chalcogenide glass fiber to a 3um mode-locked fiber oscillator, explores the influence of intra-cavity dispersion and non-linearity on self-similar pulses characteristics, establishes a reliable theoretical model, and finally realizes a 3um stable self-similar mode-locked fiber laser source. The carrying out of this project will promote the development of novel key devices in mid-infrared laser with independent intellectual property rights and the performance improvement of 3um band ultra-short pulse fiber lasers.
3um波段超短脉冲光纤激光源在工业、科研及军事领域具有极其广阔的应用前景。由于波长特殊,当前3um光纤激光传输介质主要为氟化物光纤,其零色散波长<2um,在3um波段具有较大的负色散。振荡器缺少恰当的色散补偿机制,会造成锁模脉冲能量低,易于分裂;光谱边带限制脉宽,产生基底,影响主脉冲能量,严重制约其性能提升与实用化。通过色散管理获得自相似锁模是实现脉冲光谱扩展、能量提升、脉宽窄化的重要途径,硫系玻璃是目前唯一在3um波段呈正常色散且特性良好的红外材料。基于此,本项目创新性的将自制单模硫系玻璃光纤用于3um锁模光纤振荡器,探索腔内色散与非线性对自相似脉冲特性的影响,并建立可靠理论模型,最终实现稳定的3um自相似锁模超短脉冲光纤激光源。本项目的开展将为推动具有自主知识产权的新型中红外激光关键器件开发与3um波段超短脉冲光纤激光器性能提升奠定坚实的基础和提供可靠的科学依据。

结项摘要

3um波段超短脉冲光纤激光源在工业、科研及军事领域具有极其广阔的应用前景。由于波长特殊,当前3um光纤激光传输介质主要为氟化物光纤,其零色散波长<2um,在3um波段具有较大的负色散。振荡器缺少恰当的色散补偿机制,会导致锁模脉冲能量低,易于分裂;光谱边带限制脉宽,产生基底,影响主脉冲能量,严重制约其性能提升与实用化。通过色散管理获得自相似锁模是实现脉冲光谱扩展、能量提升、脉宽窄化的重要途径,硫系玻璃是目前唯一在3um波段呈正常色散且特性良好的红外材料。基于此,本项目创新性的将自制单模硫系玻璃光纤用于3um锁模光纤振荡器,探索腔内色散与非线性对自相似脉冲特性的影响,并建立可靠理论模型,最终实现稳定的3um自相似锁模超短脉冲光纤激光源。本项目的开展将为推动具有自主知识产权的新型中红外激光关键器件开发与3um波段超短脉冲光纤激光器性能提升奠定坚实的基础和提供可靠的科学依据。

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(0)
专利数量(5)
The Adoption of Chalcogenide Glass Fiber as Pulse Stretcher in an All-Fiber Structured 2 μm Chirped Pulse Amplification System
采用硫族玻璃纤维作为全光纤结构2μm啁啾脉冲放大系统中的脉冲展宽器
  • DOI:
    10.1109/jphot.2021.3061548
  • 发表时间:
    2021-04
  • 期刊:
    IEEE Photonics Journal
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Weiwang Zhang;Hongfei Ren;Juan Wang;Bin Yan;Junwei Zhu;Shaohui Mo;Miao Qiu;Yingying Wang;Peilong Yang;Xing Li;Changjun Quan;Shengchuang Bai;Feifei Chen;Ruwei Zhao;Peipeng Xu;Shixun Dai;Qiuhua Nie
  • 通讯作者:
    Qiuhua Nie
High-efficient tunable femtosecond solitons generation from 1.9 to 2.35 μm in thulium-doped fiber amplifier via precise seed-pulse management
通过精确的种子脉冲管理,在掺铥光纤放大器中产生 1.9 至 2.35 μm 的高效可调谐飞秒孤子
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Optics Express
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Ge Siyu;Wang Juan;Ren Hongfei;Huang Tao;Yang Peilong;Xia Kai;Qiu Miao;Mo Shaohui;Xu Peipeng;Bai Shengchuang;Dai Shixun;Nie Qiuhua
  • 通讯作者:
    Nie Qiuhua

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其他文献

基于硫系玻璃/碲酸盐玻璃复合微结构光纤的红外超连续谱输出特性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    光学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    汪翠;戴世勋;杨佩龙;张培晴;王训四;刘自军;陈飞飞;沈祥;聂秋华
  • 通讯作者:
    聂秋华
4.3μm低损耗硫系空芯光子带隙光纤结构设计及性能研究
  • DOI:
    10.3788/gzxb20154403.0306003
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    光子学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    董阳箭;戴世勋;张培晴;刘永兴;杨佩龙;王训四
  • 通讯作者:
    王训四
基于受激布里渊散射效应的硫系玻璃光器件研究进展
  • DOI:
    10.3788/lop56.030001
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    激光与光电子学进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    戴世勋;王莹莹;李杏;杨佩龙;张培晴;王训四;义理林
  • 通讯作者:
    义理林
Kagome光纤超快非线性光学研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    物理
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨佩龙;滕浩;方少波;魏志义
  • 通讯作者:
    魏志义

其他文献

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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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