基于石墨烯/光纤复合波导的3μm高能量超短脉冲光纤激光器关键技术研究

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基本信息

  • 批准号:
    61805023
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0502.光子与光电子器件
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Different from the structure and mode locking mechanism of the saturable absorber, for all-fiber structure, highly damage threshold and full wave bandwidth of mode locking, single mode fiber-multimode fiber-single mode fiber (SMS) have become the focus of the international scientific research. However, the pulse energy is generally not high enough in passively mode locking Er3+: ZBLAN fiber laser based on SMS as limited by the low modulation depth and high mode-locked self-starting threshold. In view of the problems, the project introduce hybrid waveguide G: SMMS-SA (graphene: multicore SMS saturable absorber), which consist of graphene film and graded index two-concentric-core fiber, and the saturable absorption optical properties at 3 μm of G: SMMS-SA will be studied. The nonlinear effect and multimode interference can be controlled by introducing two-concentric-core fiber, graphene film and special index distribution, and the optimization of the saturable absorption optical properties (modulation depth, saturation fluence,etc.) is explored. The mechanisms of high energy dissipative soliton and the evolution of different dissipative solitons based on G: SMMS-SA mode locking at 3 μm will be investigated.
单模-多模-单模光纤波导SMS在结构和锁模机制上不同于传统意义的可饱和吸收材料,因其具有全光纤结构、较高的损伤阈值和全波段的锁模带宽,近几年成为了国际前沿科学研究的热点。然而,由于SMS波导的调制深度较低、锁模自启动阈值较高,大大束缚了高能量锁模光纤激光器的发展。针对此问题,本申请采用石墨烯薄膜与渐变折射率双同芯光纤合成新型石墨烯/光纤复合波导G:SMMS-SA,开展其在3μm波段的可饱和吸收光学特性的研究。通过引入双芯光纤和石墨烯薄膜,优化复合波导的折射率分布,对复合波导的非线性效应和多模干涉进行调控,探索优化复合波导G:SMMS-SA可饱和吸收光学特性(调制深度、饱和通量等)的新方法。揭示基于G:SMMS-SA的3μm波段耗散孤子锁模的形成机制、各耗散孤子态的形成条件及演化过程,实现基于G:SMMS-SA锁模的3μm波段高能量耗散孤子光纤激光器。

结项摘要

基于多模干涉的锁模机制上不同于传统意义的可饱和吸收材料,因其具有全光纤结构、较高的损伤阈值和全波段的锁模带宽,近几年成为了国际前沿科学研究的热点。然而,由于多模干涉锁模的调制深度较低、锁模自启动阈值较高,锁模不稳定等大大束缚了高能量锁模光纤激光器的发展。针对此问题,本申请采用石墨烯薄膜与渐变折射率多模光纤合成新型石墨烯/光纤复合波导 G:SMMS-SA,开展其在3μm波段的可饱和吸收光学特性的研究。通过引入拉锥结构和调节腔外应力,实现了非线性可饱和吸收参数可调谐,找到了优化复合波导G:SMMS-SA可饱和吸收光学特性(调制深度、饱和通量等)的新方法。揭示基于G:SMMS-SA的3μm波段耗散孤子锁模的形成机制、各耗散孤子态的形成条件及演化过程,耗散孤子脉冲宽度可实现19.6ns~55ns可调谐,脉冲能量最大为7.86nJ,中心波长为2960.7nm。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
All-fiber high-power spatiotemporal mode-locked laser based on multimode interference filtering
基于多模干涉滤波的全光纤高功率时空锁模激光器
  • DOI:
    10.1364/oe.443505
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Optics Express
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Shangzhi Xie;Liang Jin;He Zhang;Xiaohui Li;Xiaochen Zhang;Yingtian Xu;Xiaohui Ma
  • 通讯作者:
    Xiaohui Ma
C-band wavelength tunable mode-locking fiber laser based on CD-SMS structure
基于CD-SMS结构的C波段波长可调谐锁模光纤激光器
  • DOI:
    10.1364/ao.58.005788
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Applied Optics
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Zhang Hongwei;Jin Liang;Xu Yingtian;Zhang He;Shi Linlin;Wang Tiebin;Pan Wei;Ma Xiaohui
  • 通讯作者:
    Ma Xiaohui
Vector dynamics of ultrafast cylindrical vector beams in a mode-locked fiber laser
锁模光纤激光器中超快圆柱矢量光束的矢量动力学
  • DOI:
    10.3788/col202119.111903
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Chinese Optics Letters
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    王家柱;金亮;谢尚之;王仁严;张贺;徐英添;赵鑫;李岩;马晓辉
  • 通讯作者:
    马晓辉
Emerging transparent conducting oxides material: 2-dimensional plasmonic Zn doped CuGaO2 nanoplates for Q-switched fiber laser
新兴透明导电氧化物材料:用于调Q光纤激光器的二维等离子体Zn掺杂CuGaO2纳米片
  • DOI:
    10.1364/oe.27.025718
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Optics Express
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Jin Liang;Wu Hongda;Xu Yingtian;Wang Guanxin;Wang Xiaoyi;Shi Linlin;Zhang He;Li Danni;Ma Xiaohui;Yin Jingzhi
  • 通讯作者:
    Yin Jingzhi
Study on the Energy Band Regulation of Bi2-xSbxTe3 and Its Application as Mode Locking Material in Low Gain Ultrafast Fiber Laser
Bi2-xSbxTe3能带调控及其在低增益超快光纤激光器锁模材料中的应用研究
  • DOI:
    10.1002/adom.201901618
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Advanced Optical Materials
  • 影响因子:
    9
  • 作者:
    Song Chunyu;Zhang He;Jin Liang;Ma Xiaohui;Zou Yonggang;Shi Linlin;Xu Yingtian
  • 通讯作者:
    Xu Yingtian

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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

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          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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