Nd/Y:Sc2SiO5晶体热效应补偿获得高稳定性双波长激光研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61475177
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    84.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0509.光学和光电子材料
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Laser Diode (LD) pumped solid state dual-wavelength laser is crucial in developing efficient and portable THz laser source operated at room temperature.Compared with single wavelength laser operation, dual/ multi-wavelength laser operation results in two or multiple times of nonradiative transition heat and requires efficient thermal management. In our previous work, Nd/Y:Sc2SiO5 based multi-wavelength laser has been achieved. The proposal brings forward a stable dual wavelength mode locked laser technology based on thermal compensator Nd/Y:Sc2SiO5.(1) Dual wavelength laser operation is expected in Nd/Y:Sc2SiO5 gain media with disordered and multi-crystallographic sites. (2) Dual wavelength mode locked laser will be realised in Nd/Y:Sc2SiO5 crystal with broader emission band and higher gain cross section through optimization of Nd/Sc/Y ratio. (3)Sc2SiO5 crystal possessing negative refractive index along temperature changing (dn/dT = -6.3 × 10^-6 K^-1) and high thermal conductivity (κ = 7.5 W o m^-1 o K^-1) is an ideal compensator for thermal management in laser operation. Combining a nonlinear THz crystal with large second order nonlinear coefficient and low absorption at THz band, the realization of THz source is promising by developing dual-wavelength Nd/Y:Sc2SiO5 laser based on Differential Frequency Generation (DFG) technology.
LD泵浦全固态双波长锁模激光器是发展便携式THz辐射源的研究热点。相较于单波长激光,双波长或多波长激光运转会产生两倍或多倍的无辐射跃迁("废"热),需要高效的热管理方案。在我们前期工作中采用Nd/Y:Sc2SiO5晶体初步获得多波长激光输出。在此基础上,本项目首次提出基于Nd/Y:Sc2SiO5晶体热效应补偿获得高稳定性双波长锁模激光的技术方案:(1)通过设计无序和多格位结构基质,获得近红外与可见光波段双波长激光输出;(2)通过优化Nd/Sc/Y配比,获得更宽吸收带、更宽发射带和高增益,获得双波长锁模激光输出;(3)Sc2SiO5基质具有负折射率温度系数(dn/dT=-6.3×10^-6 K^-1)和高热导率(κ=7.5 Wom^-1oK^-1)特征,是一种理想的热效应补偿增益介质,实现高效热管理。结合二阶非线性系数较大、THz 波段吸收系数低的差频晶体,推动小型高效THz辐射源的实用化。

结项摘要

随着LD泵浦全固态双波长锁模激光器的发展,便携式THz辐射源的研究也迎来了新的发展机遇。相较于单波长激光,双波长或多波长激光运转会产生两倍或多倍的无辐射跃迁(“废”热),需要高效的热管理方案。本研究项目通过分子设计优化激光介质,研究晶体中稀土离子的能级结构、光谱特性及高增益特性。系统研究全固态双波长激光运转,进而实现LD 泵浦全固态双波长锁模激光输出并达到稳定基模运转。结合具有较大二阶非线性系数、 THz 波段吸收系数低的差频晶体(DAST、GaSe),实现THz(3.28THz、1.64THz) 输出。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Optical study of Tm-doped solid solution (Sc0.5Y0.5)(2)SiO5 crystal
Tm掺杂固溶体(Sc0.5Y0.5)(2)SiO5晶体的光学研究
  • DOI:
    10.1016/j.jcrysgro.2018.02.006
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Journal of Crystal Growth
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    Shi Jiaojiao;Liu Bin;Zheng Lihe;Wang Qingguo;Tang Huili;Liu Junfang;Su Liangbi;Wu Feng;Zhao Hengyu;He Nuotian;Li Na;Li Qiu;Guo Chao;Xu Jun;Yang Kejian;Xu Xiaodong;Ryba-Romanowski Witold;Lisiecki Radoslaw;Solarz Piotr
  • 通讯作者:
    Solarz Piotr
Efficient CW Dual-Wavelength and Passively Q-Switched Tm:LuAG Lasers
高效连续波双波长被动调Q Tm:LuAG 激光器
  • DOI:
    10.1109/lpt.2014.2357800
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Ieee Photonics Technology Letters
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    Feng Tianli;Yang Kejian;Zhao Shengzhi;Zhao Jia;Qiao Wenchao;Li Tao;Zheng Lihe;Xu Jun;Wang Qingguo;Xu Xiaodong;Su Liangbi;Wang Yonggang
  • 通讯作者:
    Wang Yonggang
Thermal, spectral properties and Q-switched laser operation of Nd:SrLaA1O(4) crystal
Nd:SrLaA1O(4) 晶体的热、光谱特性和调Q激光操作
  • DOI:
    10.1016/j.optmat.2016.12.041
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Optical Materials
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Liu Sh;e;Dong Lulu;Zhang Xiao;Yao Yongping;Xu Yan;Ren Tingqi;Zheng Lihe;Su Liangbi;Berkowski Marek
  • 通讯作者:
    Berkowski Marek
Spectral and laser performance of a Tm3+:ScYSiO5 crystal
Tm3 :ScYSiO5 晶体的光谱和激光性能
  • DOI:
    10.1016/j.jallcom.2017.04.099
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Journal of Alloys and Compounds
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Yang Kejian;Feng Tianli;Zhao Shengzhi;Liu Cheng;Li Tao;Ma Weiwei;Zou Zhengting;Wang Qingguo;Su Liangbi;Solarz Piotr;Lisiecki Radoslaw;Komar Jaroslaw;Xu Jun;Zheng Lihe;Ryba Romanowski Witold
  • 通讯作者:
    Ryba Romanowski Witold
Diode-pumped laser performance of Tm:Sc2SiO5 crystal at 1971 nm
Tm:Sc2SiO5 晶体在 1971 nm 的二极管泵浦激光性能
  • DOI:
    10.1088/1674-1056/26/8/084203
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Chinese Physics B
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Liu Bin;Zheng Li He;Wang Qing Guo;Liu Jun Fang;Su Liang Bi;Tang Hui Li;Liu Jie;Fan Xiu Wei;Wu Feng;Luo Ping;Zhao Heng Yu;Shi Jiao Jiao;He Nuo Tian;Li Na;Li Qiu;Guo Chao;Xu Xiao Dong;Wang Zhan Shan;Xu Jun
  • 通讯作者:
    Xu Jun

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其他文献

多坩埚温度梯度法生长Dy~(3 +) ∶ LaF_3晶体及发光特性
  • DOI:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    郑丽和
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    1
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    王庆国
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    高清松
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    徐军
镱钠共掺氟化钙锁模激光器产生190fs光脉冲
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    葛文琦;柴路;胡明列;王清月;苏良碧;李红军;郑丽和;徐军
  • 通讯作者:
    徐军

其他文献

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郑丽和的其他基金

掺稀土离子Yb:CaF2激光晶体光谱调控技术研究
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准四能级低阈值掺镱硅酸钪激光特性研究
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  • 批准号:
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  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
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  • 批准年份:
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  • 资助金额:
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  • 项目类别:
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相似国自然基金

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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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