基于飞秒激光复合技术的折衍型红外微光学元件研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61905263
  • 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:
    F0508.应用光学
  • 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

Hybrid refractive-diffractive micro-optics elements which possess excellent aplanatic, achromatic optical properties can replace the common optical element set to miniaturize the light path system. The large hardness, thermal instability problem and the fragility of infrared optical material which can be applied to infrared sensing and image and cause the microstructure roughness problem make the fabrication of micro-optics elements based on infrared material processing become a challenging puzzle. Considering the applied value and significance of infrared micro-optics elements, the femtosecond laser complex technologies have been put forward to challenge this issue. The femtosecond laser combined technology includes two technological path: Femtosecond laser induced micro-explosion and Top-down molecular orientation dissolution. In practical implementation process, femtosecond laser induced the infrared materials damage by the mean of multiphoton absorption effect is adopted as the fabrication breakthrough exit. In principle, this technology realizes the breakthrough of the key scientific problem " the highly unbalanced light reaction law occurred in micro-nano scale area under the weak-limitted condition". Finally, the hybrid refractive-diffractive infrared micro-optics elements with the three-dimensional complex topography and excellent optical quality can be fabricated through the femtosecond laser combined technology. On this basis, the micro-optics elements will be applied to the optical imaging and optical focus of infrared laser and micro system prototype device with excellent optical quality and commercial product can be obtained
折衍混合型微光学元件具备优异的消球差、消色差等光学特性,单一元件可以实现普通元件透镜组的功能。针对于红外传感、红外成像等应用的红外材料,其硬度大、热学性质不稳定、材料的硬脆性引发微结构制作的粗糙度问题,使得基于红外材料的折衍混合型微光学元件加工成为了一个颇具挑战性难题。本项目提出利用飞秒激光复合技术对这一难题进行挑战。具体以飞秒激光诱导红外材料多光子损伤为突破口,通过对“弱受限微纳尺度区域内发生的高度非平衡光反应规律”这一关键科学问题的突破,通过飞秒激光诱导微爆炸路线和Top-down分子定向溶解路线这一复合技术来制备三维复杂形貌、高光学质量的折/衍射型红外微光学元件。在此基础上,将微光学元件应用于红外光学成像和光场聚焦,得到具有高性能、商业化的微系统原型器件

结项摘要

本项目面向红外波段在制导、成像等应用领域,针对满足苛刻环境下红外介电材料微光学元件的制备难题,提出了一种新型的飞秒激光复合技术对这一难题进行挑战。从原理、机制、设计到产品制备方面详细研究一种新型的飞秒激光纳米制造技术。研究红外材料的飞秒激光非线性作用机制与超快动力学过程,飞秒激光诱导微爆破的物理机制和烧蚀特性,飞秒激光表面刻蚀与表面再处理、内部折射率修复制备介电材料微纳结构以及不同偏振状态下的光学元件表面性能,红外微光学元件的成像、聚焦特性。揭示了飞秒激光与红外材料作用的非线性物理机制,微结构产生的演化机制;同时再介电材料上制备了二维类透镜、波带片、折衍混合结构,并实现了多波长成像以及湿法辅助粗糙度修复,发表SCI论文8篇,申请发明专利3项,协助培养了博士生1名,培养了硕士生2名。该项目成果为红外制导、成像、VR/AR等领域提供一种可实用化的微光学元件。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Near-field imaging of the multi-resonant mode induced broadband tunable metamaterial absorber.
多谐振模式诱导宽带可调谐超材料吸收器的近场成像
  • DOI:
    10.1039/c9ra10233g
  • 发表时间:
    2020-01-29
  • 期刊:
    RSC advances
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
  • 通讯作者:
Femtosecond-scale all-optical switching in oxyfluorogallate glass induced by nonlinear multiphoton absorption.
非线性多光子吸收引起的氟镓酸盐玻璃中的飞秒级全光开关
  • DOI:
    10.1039/d1ra06538f
  • 发表时间:
    2021-09-27
  • 期刊:
    RSC ADVANCES
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Li, Qisong;Yuan, Xinqiang;Jiang, Xiongwei;Wang, Jun;Liu, Yi;Zhang, Long
  • 通讯作者:
    Zhang, Long
Smart bio-gel optofluidic Mach-Zehnder interferometers multiphoton-lithographically customized with chemo-mechanical-opto transduction and bio-triggered degradation
智能生物凝胶光流控 MachâZehnder 干涉仪多光子光刻定制,具有化学-机械-光转换和生物触发降解功能
  • DOI:
    10.1039/d0lc00718h
  • 发表时间:
    2020-10-21
  • 期刊:
    LAB ON A CHIP
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Hou, Zhi-Shan;Sun, Yun-Lu;Cheng, Rong
  • 通讯作者:
    Cheng, Rong
Phase-Type Fresnel Zone Plate with Multi-Wavelength Imaging Embedded in Fluoroaluminate Glass Fabricated via Ultraviolet Femtosecond Laser Lithography.
通过紫外飞秒激光光刻制造的嵌入氟铝酸盐玻璃中的具有多波长成像的相位型菲涅尔波带板
  • DOI:
    10.3390/mi12111362
  • 发表时间:
    2021-11-04
  • 期刊:
    Micromachines
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Li Q;Dai X;Shi H;Liu Y;Zhang L
  • 通讯作者:
    Zhang L
Two-dimensional suprawavelength periodic surface structuring of a ZnO single crystal with a UV femtosecond laser
紫外飞秒激光二维超波长周期性表面结构ZnO单晶
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Optics Express
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Cheng Luo;Qisong Li;Yi Liu
  • 通讯作者:
    Yi Liu

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其他文献

地黄自毒物质提取及其生物指标测定
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    生态学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    林茂兹;齐晓辉;李振方;戴林泉;李奇松;张重义;林文雄
  • 通讯作者:
    林文雄

其他文献

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基于飞秒激光多维度制造的红外复眼集成微光学系统制备研究
  • 批准号:
    62375174
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48 万元
  • 项目类别:
    面上项目

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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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