碳纳米管的非线性光学性质及其在飞秒激光器中的应用

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项目介绍
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基本信息

  • 批准号：
    10974006
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    43.0万
  • 负责人：
    张志刚
  • 依托单位：
    北京大学
  • 学科分类：
    A2204.超快超强光物理
  • 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

碳纳米管有独特的化学、机械、电子学和光学特性。尤其是其非线性光学特性，对于锁模激光器和被动光纤通信器件具有非常重要的意义。本研究旨在通过对各种技术制备的碳纳米管薄膜进行结构特性表征和非线性光学特性测量，研究其非线性光学性质与其结构特征的关系，并利用其进行锁模激光实验。本项目研究内容包括膜系制备、结构特征测量、线性和非线性光学特性测量和激光器应用等。采用浮动催化剂的化学气相沉积方法在光纤或反射镜表面直接制备和沉积碳纳米管薄膜，以及用离子液体或表面活性剂辅助的水体系对体相碳纳米管样品进行分散和成膜两种技术，重点解决碳纳米管直径和成膜厚度控制问题；用原子力显微镜和电子显微镜观测其结构特征；用泵浦－探测法和Z-scan法测量其非线性吸收和克尔效应；将碳纳米管制成可饱和吸收器，应用于固体和光纤激光器的锁模，重点是高重复频率和长波长锁模器件。本项目完成将推动我国碳纳米管非线性光学器件的发展和应用。

结项摘要

采用不同方法实现了碳纳米管锁模器件的制备, 包括浮动催化剂化学气相沉积法在硅、石英等基底上生长出了均匀的单壁碳纳米管薄膜、碳纳米管-高分子复合体系制作碳纳米管薄膜、用光梯度力吸附法将碳纳米管吸附在光纤端面上，以及锥形光纤涂覆法。研究了单壁碳纳米管的非线性特性，包括单壁碳纳米管的拉曼光谱确定饱和吸收谱、Z扫描法测量三阶非线性折射系数，不同形式的碳纳米管器件的可饱和吸收特性包括饱和吸收通量和饱和恢复时间。研究了碳纳米管的锁模特性，实现了碳纳米管反射镜作为可饱和吸收体的30.2MHz激光器锁模，拉锥光纤法的碳纳米管线性腔96MHz掺铒光纤激光器锁模和环型腔63MHz掺铒光纤激光器锁模，碳纳米管薄膜235MHz环型腔掺铒光纤激光器锁模以及线性腔的调Q锁模实验。同时在提高光纤激光器的重复频率作为频率梳的光源方面做出了领先的工作。碳纳米管可饱和吸收体将在这些超高重复频率光纤激光器的锁模中发挥至关重要的作用

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（7）
专利数量（0）
Group delay dispersion compensation in an Ytterbium-doped fiber laser using intracavity GiresTournois interferometers
使用腔内 Gires 的掺镱光纤激光器中的群延迟色散补偿
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Optics and Laser Technology
  • 影响因子：
    5
  • 作者：
    Ling Ren;Lingling Chen;Meng Zhang;Chun Zhou;Yue Cai;Zhigang Zhang
  • 通讯作者：
    Zhigang Zhang
Broadband SESAM for mode locked Yb:fiber lasers
用于锁模 Yb:光纤激光器的宽带 SESAM
  • DOI：
    10.1007/s11434-011-4432-0
  • 发表时间：
    2011-04
  • 期刊：
    Chinese Science Bulletin
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Lingling Chen;Yang Liu;Xue Zhang;Zhigang Zhang;Meng Zhang;Xi Wang;Wenchao Li;Yun Wei;Yufeng Ma;Zhongwei Fan;Gang Liu;Jin Yu
  • 通讯作者：
    Jin Yu
37.4 fs pulse generation in an Er:fiber laser at a 225 MHz repetition rate
在 Er:光纤激光器中以 225 MHz 重复率生成 37.4 fs 脉冲
  • DOI：
    10.1364/ol.35.002858
  • 发表时间：
    2010-09-01
  • 期刊：
    OPTICS LETTERS
  • 影响因子：
    3.6
  • 作者：
    Ma, Ding;Cai, Yue;Zhang, Zhigang
  • 通讯作者：
    Zhang, Zhigang

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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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