基于飞秒/皮秒脉冲激光的超快时间分辨多通道偏振全息显微成像系统及其应用研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    91750105
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    73.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2201.光的传播、探测与成像
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

In recent years, with the deep research on ultrafast laser and laser-matter interaction, how to real-time observe and characterize the evolution of a ultrafast vector beam and the polarization-related micro structural formation induced by ultrafast lasers become an important issue, which urgently awaits to be resolved. In this project, we design an ultrafast time-resolved multi-channel polarization holographic imaging system based on the ultrafast pulse laser (femtosecond/picosecond) and a concrete implementing scheme. Through this project implementation, an experimental platform of the new multi-channel polarization holographic imaging system with femtosecond/picosecond time resolution will be designed and built. Then systematic theoretical analysis and experimental research on the issues about the time resolution, the spatial resolution, the measuring errors of the amplitude and phase, the phase consistency between different polarization channels, crosstalk noise and the stability of the system will be carried out. The system will be further applied in dynamic observing and characterizing polarization sensitive properties of living biological samples and ultrafast laser induced birefringent properties in laser-material interaction. This project will laid the theoretical and experimental foundation to further develop practical ultrafast time-resolved multi-channel polarization holographic microscopes.
近年来随着超快矢量光场及其与物质相互作用研究的深入,如何对超快矢量光场的演化和超快矢量光场与物质相互作用过程中与偏振相关的微结构形成与演化过程进行实时动态观测和表征成为一个亟待解决的重要问题。本项目就是针对这一问题提出的。本项目中,我们提出了一种基于飞秒或皮秒超短脉冲激光的超快时间分辨多通道偏振全息显微成像方法和具体实施方案。 希望通过本项目的实施,建立一个具有飞秒或皮秒时间分辨的新型多通道偏振全息显微成像系统实验平台,并对系统的空间分辨率、时间分辨率、振幅和相位的测量误差、各偏振通道相位测量的一致性、各偏振通道间的串扰噪声、系统的稳定性等问题进行系统的理论分析和实验研究,并应用该系统进行动态生物样品的偏振敏感特性和超快激光感应双折射特性的动态测量和表征研究,为进一步研制与飞秒或皮秒脉冲激光系统匹配的新型超快时间分辨多通道偏振全息显微镜奠定理论和实验基础。

结项摘要

近年来随着新型矢量光场和偏振调控技术的广泛应用,矢量光场与物质相互作用过程中光场的偏振态及偏振敏感介质偏振特性的动态观测和表征技术正在受到越来越多的重视。特别是随着超快矢量光场及其与物质相互作用研究的深入,如何对超快矢量光场的演化和超快矢量光场与物质相互作用过程中与偏振相关的微结构形成与演化过程进行实时动态观测和表征成为一个亟待解决的重要问题。本项目就是针对这一问题提出的。本项目中,我们为了实现对超快脉冲激光与物质相互作用引起的光致双折射和各向异性微结构演化的动态观测和表征,提出了一种基于飞秒或皮秒超短脉冲激光的超快时间分辨多通道偏振全息显微成像方法和具体实施方案。通过本项目的实施,成功涉及制备了一个具有飞秒至皮秒时间分辨的新型多通道偏振全息显微成像系统实验平台,并对系统的空间分辨率、时间分辨率、振幅和相位测量误差、各偏振通道串扰、稳定性等问题进行了系统的理论和实验研究,应用该系统成功实现了动态生物样品的偏振敏感特性和超快激光与物质相互作用过程的动态测量和表征。该研究进一步研制与飞秒或皮秒脉冲激光系统匹配的新型超快时间分辨多通道偏振全息显微镜奠定了理论和实验基础。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(4)
Single-shot quantitative birefringence microscopy for imaging birefringence parameters
用于双折射参数成像的单次定量双折射显微镜
  • DOI:
    10.1364/ol.44.003018
  • 发表时间:
    2019-06-15
  • 期刊:
    OPTICS LETTERS
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Cheng, Zhen-Jia;Yang, Yang;Guo, Cheng-Shan
  • 通讯作者:
    Guo, Cheng-Shan
Polarization holographic microscope slide for birefringence imaging of anisotropic samples in microfluidics
用于微流体中各向异性样品双折射成像的偏振全息显微镜载玻片
  • DOI:
    10.1364/oe.389973
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Optics Express
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Yang Yang;Huang Hong-Yi;Guo Cheng-Shan
  • 通讯作者:
    Guo Cheng-Shan
Quantitative phase imaging system with slightly-off-axis configuration and suitable for objects both larger and smaller than the size of the image sensor
具有轻微离轴配置的定量相位成像系统,适用于大于和小于图像传感器尺寸的物体
  • DOI:
    10.1364/oe.26.017199
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Optics Express
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Yang Yang;Cheng Zhen Jia;Zhao Hui Min;Yue Qing Yang;Guo Cheng Shan
  • 通讯作者:
    Guo Cheng Shan
Single-shot ultrafast sequential holographic imaging with high temporal resolution and a large field of view
具有高时间分辨率和大视场的单次超快顺序全息成像
  • DOI:
    10.1364/ol.44.004885
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Optics Letters
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Huang Hong Yi;Cheng Zhen Jia;Yang Yang;Yue Qing Yang;Guo Cheng Shan
  • 通讯作者:
    Guo Cheng Shan

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其他文献

Airy加速光束的局域空间频率及其在光束设计中的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    Acta Physica Sinica
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    国承山;王淑贞;荣振宇;沙贝
  • 通讯作者:
    沙贝
基于菲涅耳衍射的无透镜相干衍射成像
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    Acta Physica Sinica
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    江浩;张新廷;国承山
  • 通讯作者:
    国承山
基于SLM的计算全息三维显示视角扩展编码
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    光子学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    符秋丽;杨济民;国承山;尹霞
  • 通讯作者:
    尹霞
基于零级贝塞尔光束干涉产生的局域空心光束
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    光学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    薛冬梅;刘婷婷;国承山
  • 通讯作者:
    国承山
基于周期阵列抽样孔的非迭代实时相干衍射成像
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    中国科学:物理学 力学 天文学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    魏功祥;国承山;张新廷;付圣贵
  • 通讯作者:
    付圣贵

其他文献

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国承山的其他基金

基于矢量空间光调制器的矢量光场通过散射介质的聚焦和成像方法研究
  • 批准号:
    11474186
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    76.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于卷积可解阵列抽样的波前相位恢复和衍射成像
  • 批准号:
    11074152
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    41.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
流体驱动的颗粒物质在聚焦阵列光学涡旋环境下的动力学行为研究
  • 批准号:
    60678027
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    28.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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  • 批准号:
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  • 资助金额:
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相似海外基金

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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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