基于远程空气激射的新型大气监测拉曼技术研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61405220
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    27.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0506.激光
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

With today’s growing concern for the environment, traditional Raman technique, due to its low signal-to-noise ratio with limited temporal resolution and detection range, has faced increasing challenges in remote atmospheric real-time monitoring. Femtosecond laser filamentation, with unique ability of kilometer range nonlinear propagation persistent under adverse conditions, provides an attractive potential tool for atmospheric remote sensing. In particular, the recent observation of remote air lasing during femtosecond laser filamentation allows the generation of in situ, coherent laser source for remote Raman excitation, indicating a longer-range Raman technique for atmospheric monitoring. More importantly, due to the pre-excitation of molecules to vibrational/rotational states impulsively by the femtosecond laser pulse, the efficiency of Raman scattering by air lasing will be distinctly improved. Based on the above-mentioned research background, this project aims to carry out detailed investigations on such remote Raman scattering induced by air lasing. Several key issues, such as signal-to-noise ratio, long-range propagation and detection, and the generation of backward signal, will be focused on in this project to develop a new atmospheric diagnostic technique with high sensitivity.
随着人类对环境问题的日益关注,传统的拉曼测量技术由于信噪比不高,在大气监测上存在着许多限制,如时间分辨率有限,探测高度有限,难以满足对大气环境远距离实时监测的需求。飞秒激光成丝,由于具有独特的远程传输能力并且不受恶劣天气环境影响等优点,在大气远程监控方面具有重要的应用价值。特别是最近飞秒激光成丝相干空气激射现象的发现,为远程拉曼散射提供了原位、相干激光光源,有望进一步提高大气拉曼测量的探测高度。更重要的是,由于飞秒激光脉冲对气体分子振动、转动态的冲击预激发,空气激射所产生的拉曼散射信号具有高信噪比的优点。基于以上研究背景,本项目拟对空气激射诱导的远程拉曼散射进行细致研究,重点解决信噪比、远程传输与探测、背向传输信号获取等关键科学问题,发展具有高灵敏度的大气诊断新技术。

结项摘要

飞秒激光成丝,由于具有独特的远程传输能力并且不受恶劣天气环境影响等优点,在大气远程监控方面具有重要的应用价值。特别是最近飞秒激光成丝相干空气激射现象的发现,为远程拉曼散射提供了原位、相干激光光源,有望进一步提高大气拉曼测量的探测高度。在本项目研究中,我们针对氮气离子产生远程空气激射、中性氮气分子产生的背向空气激射,在产生机制和偏振依赖开展了深入研究,为进一步揭示空气激射的物理起因,和空气激射诱导拉曼散射的进一步优化提供了依据。本项目研究中产生的探测分子激发态新方法,弥补了分子动力学探测的不足,对于原子分子的研究,也起到了借鉴和推进的意义。

项目成果

期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Generation of elliptically polarized nitrogen ion laser fields using two-color femtosecond laser pulses.
使用双色飞秒激光脉冲生成椭圆偏振氮离子激光场
  • DOI:
    10.1038/srep21504
  • 发表时间:
    2016-02-18
  • 期刊:
    Scientific reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Li Z;Zeng B;Chu W;Xie H;Yao J;Li G;Qiao L;Wang Z;Cheng Y
  • 通讯作者:
    Cheng Y
On-chip electro-optic tuning of a lithium niobate microresonator with integrated in-plane microelectrodes.
  • DOI:
    10.1364/oe.25.000124
  • 发表时间:
    2016-11
  • 期刊:
    Optics express
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Min Wang;Yingxin Xu;Z. Fang;Y. Liao;Peng Wang;W. Chu;L. Qiao;Jintian Lin;W. Fang;Ya Cheng
  • 通讯作者:
    Min Wang;Yingxin Xu;Z. Fang;Y. Liao;Peng Wang;W. Chu;L. Qiao;Jintian Lin;W. Fang;Ya Cheng
Nonperturbative generation of above-threshold harmonics from pre-excited argon atoms in intense mid-infrared laser fields
  • DOI:
    10.1017/hpl.2017.26
  • 发表时间:
    2015-10
  • 期刊:
    High Power Laser Science and Engineering
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Guihua Li;Hongqiang Xie;Ziting Li;J. Yao;W. Chu;Ya Cheng
  • 通讯作者:
    Guihua Li;Hongqiang Xie;Ziting Li;J. Yao;W. Chu;Ya Cheng
中红外飞秒激光场中氮分子高次谐波的多轨道干涉特性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Acta Physica Sinica
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    李贵花;谢红强;姚金平;储蔚;程亚;柳晓军;陈京;谢新华
  • 通讯作者:
    谢新华
Monolithic integration of a lithium niobate microresonator with a free-standing waveguide using femtosecond laser assisted ion beam writing.
使用飞秒激光辅助离子束写入将铌酸锂微谐振器与独立式波导单片集成
  • DOI:
    10.1038/srep45610
  • 发表时间:
    2017-03-30
  • 期刊:
    Scientific reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Fang Z;Xu Y;Wang M;Qiao L;Lin J;Fang W;Cheng Y
  • 通讯作者:
    Cheng Y

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其他文献

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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