部分相干电磁光束传输和符合成像的理论与实验研究

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基本信息

  • 批准号：
    10904102
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    20.0万
  • 负责人：
    蔡阳健
  • 依托单位：
    苏州大学
  • 学科分类：
    A2201.光的传播、探测与成像
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2009
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

本项目开展部分相干电磁光束传输和符合成像的理论与实验研究。理论上研究部分相干电磁光束在高斯光腔里的传输特性，如相干性、光强和光谱频移的演化特性，研究光束初始偏振特性、相干性以及腔参数对其演化特性的影响。理论上研究部分相干电磁光束在多模光纤中的传输机理和特性，探索利用多模光纤对部分相干电磁光束进行光束整形。提出部分相干电磁光束的符合成像理论，研究光束偏振特性对经典符合成像的影响。实验上把两束偏振方向相互垂直的氦-氖(He-Ne)激光束通过偏振分束器进行耦合，耦合光经过旋转毛玻璃片产生部分相干电磁光束。实验上测量部分相干电磁光束的光束参数，测量其在自由空间中的传输特性以及经过薄透镜的聚焦特性，测量其经过多模光纤的传输特性，测量部分相干电磁光束的符合成像特性，验证理论结果。本项目将丰富部分相干电磁光束传输理论，深化对其产生及传输特性的理解，促进部分相干电磁光束在光束整形和光学成像中的应用。

结项摘要

本课题主要开展了部分相干电磁光束的表征、传输、实验产生及其在光学成像、光束整形等中的应用基础研究。提出了表征非均匀偏振部分相干电磁光束的一般化模型。发展了部分相干电磁光束的谐振腔理论，发现通过控制谐振腔的参数及初始光束参数可以控制输出光束的特性，为进一步开展这方面的实验研究提供了依据。研究了部分相干电磁光束经过薄透镜、位相小孔、偏振光栅、反射光栅和人体皮肤组织后的光学统计性质，发现通过控制光学系统参数可以在腔外对部分相干电磁光束的光学统计性质实现调控。提出了部分相干电磁光束非傍轴度的概念，研究表明部分相干电磁光束的非傍轴特性与其相干性和偏振性密切相关，为进一步开展非傍轴部分相干电磁光束的调控提供了依据。实验上成功上成功产生部分相干电磁光束，提出测量其光束参数的新方法，并且成功测量其所有光束参数。研究了部分相干电磁光束在光纤中的传输特性，实验上成功的把部分相干电磁光束耦合到光纤，研究表明耦合效率和光束偏振及相干性密切相关，实验结果和理论结果相一致。提出部分相干电磁光束符合成像理论，研究表明通过控制光束偏振和相干性参数，可以提高成像质量，同时在实验上成功实现部分相干电磁光束符合成像，验证了理论结果的可靠性。在实验上首次成功产生非均匀偏振部分相干电磁光束，研究表明通过控制初始光束相干性和偏振可以对部分相干电磁光束实现光束整形，为进一步开展部分相干电磁光束微粒俘获实验研究奠定基础。提出了部分相干电磁脉冲光束的散射理论，研究了其经过微粒的散射特性，研究表明通过测量散射光场统计特性可以有效的了解微粒的统计性质。本项目研究成果丰富了部分相干电磁光束传输及成像理论，为部分相干电磁光束的应用奠定了基础。本项目在国际权威刊物发表SCI收录论文50篇，其中影响因子大于3(2)的论文21(35)篇，申请发明专利4项。

项目成果

期刊论文数量（49）
专著数量（0）
科研奖励数量（4）
会议论文数量（4）
专利数量（0）
Experimental demonstration of coupling of an electromagnetic Gaussian Schell-model beam into a single-mode optical fiber
电磁高斯谢尔模型光束耦合到单模光纤的实验演示
  • DOI：
    10.1007/s00340-012-5176-5
  • 发表时间：
    2012-09
  • 期刊：
    Applied Physics B: Lasers and Optics
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhao, Chengliang;Dong, Yuan;Wu, Gaofeng;Wang, Fei;Cai, Yangjian;Korotkova, Olga
  • 通讯作者：
    Korotkova, Olga
Statistical properties of a nonparaxial cylindrical vector partially coherent field in free space
自由空间中非傍轴圆柱矢量部分相干场的统计特性
  • DOI：
    10.1364/oe.20.015908
  • 发表时间：
    2012-07-02
  • 期刊：
    OPTICS EXPRESS
  • 影响因子：
    3.8
  • 作者：
    Dong, Yiming;Feng, Fanlong;Cai, Yangjian
  • 通讯作者：
    Cai, Yangjian
Propagation factor of partially coherent flat-topped beam array in free space and turbulent atmosphere
自由空间和湍流大气中部分相干平顶光束阵列的传播因子
  • DOI：
    10.1016/j.optlaseng.2011.12.003
  • 发表时间：
    2012-05
  • 期刊：
    Optics and Lasers in Engineering
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Yuan, Yangsheng;Cai, Yangjian;Eyyuboglu, Halil T.;Baykal, Yahya;Chen, Jun
  • 通讯作者：
    Chen, Jun
Spectral shift of a stochastic electromagnetic Gaussian Schell-model beam in a Gaussian cavity
高斯腔中随机电磁高斯谢尔模型光束的谱移
  • DOI：
    10.1016/j.optcom.2010.04.077
  • 发表时间：
    2010-11
  • 期刊：
    Optics Communications
  • 影响因子：
    2.4
  • 作者：
    Yao, Min;Cai, Yangjian;Korotkova, Olga
  • 通讯作者：
    Korotkova, Olga
Interdependence between the temporal and spatial longitudinal and transverse degrees of partial coherence and a generalization of the van Cittert-Zernike theorem
部分相干性的时间和空间纵向和横向程度之间的相互依赖性以及 van Cittert-Zernike 定理的推广
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Journal of the Optical Society of America A-Optics Image Science and Vision
  • 影响因子：
    1.9
  • 作者：
    Cai, Yangjian;Dong, Yiming;Hoenders, Bernhard J.
  • 通讯作者：
    Hoenders, Bernhard J.

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其他文献

透镜色散对平面波脉冲紧聚焦光强分布的影响
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    --
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  • 影响因子：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
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  • DOI：
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  • 期刊：
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    --
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  • 通讯作者：
    蔡阳健
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  • DOI：
    10.13725/j.cnki.pip.2015.02.001
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
    蔡阳健
关联成像及其应用研究进展 (邀请综述)
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2018
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    蔡阳健
  • 通讯作者：
    蔡阳健

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蔡阳健的其他基金

矢量光束相干结构调控及其与湍流大气相互作用研究
  • 批准号：
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    11274005
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AI项目解读示例

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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