碲酸盐光子晶体光纤产生高纯度量子关联光子对的研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61775032
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    62.0万
  • 负责人：
    闫欣
  • 依托单位：
    东北大学
  • 学科分类：
    F0503.传输与交换光子器件
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The generation of high-purity and high-efficiency quantum-correlated photon pairs is crucial to realize quantum information processing. Owing to its merits of adjustable geometric structures and dispersion characteristics, photonic crystal fibers are considered to be effective for the generation of high-efficiency quantum-correlated photon pairs. However, Raman scattering noise in fibers is a key factor that restricts on the purity increasing of the correlated photon pairs. In this proposal, we will carry out a study on generation of high-purity and high-efficiency quantum-correlated photon pairs using tellurite photonic fibers with a low Raman scattering noise. Firstly, we will investigate the effect of dopant composition ratio on Raman scattering noise, and reduce the noise by selecting a new material composition of tellurite material. Secondly, structure design and fabrication of the tellurite photonic crystal fibers will be carried out to achieve a small dispersion value with a high nonlinear coefficient at telecommunication wavelengths. Finally, we will set up a measurement system and choose the proper experimental parameters to obtain the high-purity quantum-correlated photon pairs, and determine the various factors that affect the generation process of quantum-correlated photon pairs. This project will provide a new approach to generation of high-purity quantum-correlated photon pairs, and promote a rapid development of quantum information processing technology.
高纯度和高亮度的量子关联光子对在量子信息处理技术中具有至关重要的作用。光子晶体光纤具有可调的结构和色散特性，已经成为获得高亮度量子关联光子对的有效手段。然而，拉曼散射噪声是限制光纤中量子关联光子对纯度提高的主要因素。本项目拟采用低拉曼散射噪声的碲酸盐光子晶体光纤，通过四波混频效应获得高纯度和高亮度的量子关联光子对。首先，通过探索低拉曼散射噪声的碲酸盐材料体系，揭示碲酸盐掺杂组分对噪声抑制的作用机制；其次，设计并拉制出高非线性的碲酸盐光子晶体光纤，使其具有色散平坦、零色散波长位于光通讯波段等特点；最后，建立量子关联光子对测量系统，合理选择泵浦光和滤波带宽等参数，获得高纯度的量子关联光子对，阐明影响高纯度量子关联光子对纯度的关键因素。本项目将为高纯度量子关联光子对的产生提供一种新研究思路，将促进量子信息处理技术的快速发展。

结项摘要

光子晶体光纤具有灵活可调的结构和色散特性，可以通过改变光纤包层与纤芯的几何结构，有效控制和调节非线性光学过程。碲酸盐光纤具有高非线性，且适于在中红外波段应用。目前如何利用光子晶体光纤的非线性获得量子关联光子对以及进行传感、滤波等功能器件的实现是亟待解决的问题。本项目实施以来，按照项目计划书开展了光子晶体光纤非线性性能的研究，完成了研究任务。取得的主要研究成果包括：对基于高非线性碲酸盐的四波混频、自相位调制等特性进行研究，获得很好的四波混频以及自相位调制效果；基于优异的四波混频性能进行传感器件的研究。通过探索低拉曼散射噪声的碲酸盐材料体系，揭示碲酸盐掺杂组分对噪声抑制的作用机制；设计并拉制出高非线性的碲酸盐光子晶体光纤，使其具有色散平坦、零色散波长位于光通讯波段等特点；利用碲酸盐光子晶体光纤的高非线性进行磁场、温度、折射率等传感器件的研究，我们的工作将光纤的非线性现象应用到光纤传感技术，并验证了色散波和孤子都可以用于实现高性能的光纤传感器。截止2021年12月，共计在Optics Express、IEEE Sensors Journal 等杂志发表SCI论文40余篇。本项目的顺利实施为制备高性能的光子晶体光纤器件提供了科学基础。

项目成果

期刊论文数量（26）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（1）
专利数量（4）
Tunable surface plasmon resonance polarization beam splitter based on dual-core photonic crystal fiber with magnetic fluid
基于磁流体双芯光子晶体光纤的可调谐表面等离子体共振偏振分束器
  • DOI：
    10.1007/s11082-017-1190-5
  • 发表时间：
    2017-11-01
  • 期刊：
    OPTICAL AND QUANTUM ELECTRONICS
  • 影响因子：
    3
  • 作者：
    Wang, Haiyang;Yan, Xin;Zhang, Xuenan
  • 通讯作者：
    Zhang, Xuenan
Photonic Crystal Fiber SPR Liquid Sensor Based on Elliptical Detective Channel.
基于椭圆探测通道的光子晶体光纤SPR液体传感器
  • DOI：
    10.3390/mi12040408
  • 发表时间：
    2021-04-07
  • 期刊：
    Micromachines
  • 影响因子：
    3.4
  • 作者：
    Yan X;Wang Y;Cheng T;Li S
  • 通讯作者：
    Li S
Flexible Pressure Sensors with a Wide Detection Range Based on Self-Assembled Polystyrene Microspheres
基于自组装聚苯乙烯微球的具有宽检测范围的柔性压力传感器
  • DOI：
    10.3390/s19235194
  • 发表时间：
    2019-12-01
  • 期刊：
    SENSORS
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Chen, Wufan;Wang, Bingwei;Yan, Xin
  • 通讯作者：
    Yan, Xin
Experimental investigation of dispersive wave generation and evolution in a tellurite microstructured optical fiber
亚碲矿微结构光纤中色散波产生和演化的实验研究
  • DOI：
    10.1063/5.0005251
  • 发表时间：
    2020-05
  • 期刊：
    Journal of Applied Physics
  • 影响因子：
    3.2
  • 作者：
    Cheng Tonglei;Zhang Fan;Yan Xin;Zhang Xuenan;Wang Fang;Li Shuguang;Suzuki Takenobu;Ohishi Yasutake
  • 通讯作者：
    Ohishi Yasutake
Research on four wave mixing performance near communication window and mid infrared region
近通信窗及中红外区四波混频性能研究
  • DOI：
    10.1016/j.ijleo.2021.167313
  • 发表时间：
    2021-05
  • 期刊：
    Optik
  • 影响因子：
    3.1
  • 作者：
    Gao Yuanhongliu;Cheng Tonglei;Li Shuguang;Yan Xin
  • 通讯作者：
    Yan Xin

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  • DOI：
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  • 期刊：
    中华医学杂志
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李彩凤;李士朋;张俊梅;檀晓华;李妍;李超;邓江红;闫欣
  • 通讯作者：
    闫欣
基于数据密度分布的欠采样方法研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    计算机应用研究
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    闫欣;曲朝阳;宋晨晨;乔媛媛
  • 通讯作者：
    乔媛媛
C1型尼曼-匹克氏症小鼠的肾脏功能及病理变化
  • DOI：
    10.3969/j.issn.1000-4718.2016.08.016
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    中国病理生理杂志
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘彦礼;乔梁;张金珠;杨芬;闫岩;闫欣;林俊堂
  • 通讯作者：
    林俊堂
基于深度学习的 miRNA 与疾病相关性预测算法
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    电子学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王磊;徐涛;宋传东;王海峰;尤著宏;宋克俭;闫欣
  • 通讯作者：
    闫欣
不同感染剂量对毒害艾美耳球虫繁殖力的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    中国家禽
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    汪飞燕;闫欣;刘悦;王乐乐;李文静;徐向东;许金俊;陶建平;刘丹丹
  • 通讯作者：
    刘丹丹

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

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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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