窄线宽光纤激光器的微腔稳频及声光调谐技术研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61705024
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    29.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0502.光子与光电子器件
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Narrow-linewidth fiber laser has been widely applied in the coherent optical communication, long-distance fiber sensing, and microwave photonics, and many efforts have been paid to its stability and tunability. On the one hand, with the rapid development of the ultra-high-Q whispering gallery mode (WGM) resonator in recent years, great progress has been made in the research on the frequency stabilization of the narrow-linewidth laser. However, it’s still quite a challenge to enhance the thermal and vibration stability of the WGM resonator, which is crucial to further stabilize the laser. On the other hand, little attention has been paid to the fast tuning speed or wide tuning span, while most research is focused on the narrow linewidth and frequency stabilization. This project will combine the WGM-stabilization and all-fiber acousto-optic (AO) techniques to construct the fast and widely tunable narrow-linewidth frequency-stabilized fiber laser. We will research on the principles of stabilizing and tuning the narrow-linewidth laser, explore the methods to enhance the WGM’s thermal and vibration stability, and fabricate the laser stabilizing and tuning components with WGM resonator and AO effect.
窄线宽光纤激光器在相干光通信、长距离光纤传感和微波光子学等领域具有重要应用,稳频性和调谐性是推进窄线宽激光应用进一步发展的关键。一方面,得益于近年来高品质因子回音廊模微腔的高速发展,窄线宽光纤激光器在稳频性方面取得了长足的进步,然而,目前对于提高回音廊模微腔热稳定性及耦合结构振动稳定性的相关研究还比较滞后,解决这两种稳定性问题对于进一步提高微腔的激光稳频性能非常重要;另一方面,人们在追求更窄线宽、更高稳频度激光的同时,很少将其与高速、大范围的可调谐性结合起来。本项目旨在结合回音廊模稳频技术和全光纤声光调谐技术,研究窄线宽光纤激光器的稳频和调谐原理,探索可以提高微腔热稳定性与振动稳定性的机制,进一步基于该机制研制微腔稳频和声光调谐的核心器件,最终制备出可快速和大范围调谐的窄线宽稳频光纤激光器,为光通信、传感领域提供紧凑的稳频及调谐光源。

结项摘要

本项目旨在结合回音廊模微腔稳频技术和全光纤声光调谐技术,研究窄线宽光纤激光器的稳频和调谐原理,制备微腔稳频和声光调谐的核心器件,研制可快速和大范围调谐的窄线宽稳频光纤激光器,本项目完成的主要内容包括:①基于回音廊模微腔的多模耦合效应构建了窄带上下话路滤波器,并基于该回音廊模微腔滤波器对环形腔光纤激光器进行线宽压缩、稳频和精密调谐;②基于声光效应实现单模光纤基模和高阶模的矢量模耦合,实现了单模光纤中纤芯基模的偏振旋转,并以此为基础构建了在纤式声光可调滤波器,且滤波特性可在带通滤波和带阻滤波之间进行切换;③基于色散补偿光纤的声光矢量模耦合效应实现了一种双波长窄带声光可调谐带通滤波器;④基于耗散孤子-色散傅里叶变换技术对在纤式声光可调滤波器的动态调谐过程进行了测量,并揭示了光纤声光作用的动力学规律;⑤基于在纤式声光可调滤波器实现了一种宽带可调谐的环形腔光纤激光器,该激光器基于光纤纤芯和包层模的矢量模耦合实现声光作用的带通特性,对激光腔内增益进行快速调谐;⑥基于在纤式声光马赫-曾德干涉仪实现了环形腔光纤激光器的双波长可控输出。本项目的研究工作为光纤激光器的稳频和快速大范围调谐提供一种有效的方案,研制出的可快速和大范围调谐的窄线宽稳频光纤激光器,可作为关键光源促进光通信、传感领域的发展。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Tens of hertz narrow-linewidth laser based on stimulated brillouin and rayleigh scattering
基于受激布里渊和瑞利散射的数十赫兹窄线宽激光器
  • DOI:
    10.3389/fnagi.2022.1105896
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Optics Letters
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Shihong Huang;Tao Zhu;Guolu Yin;Tianyi Lan;Ligang Huang;Fuhui Li;Yongzhong Bai;Dingrong Qu;Xianbin Huang;Feng Qiu
  • 通讯作者:
    Feng Qiu
Rayleigh scattering assisted ultra-narrow linewidth linear-cavity laser
瑞利散射辅助超窄线宽线腔激光器
  • DOI:
    10.7567/1882-0786/ab2b57
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Applied Physics Express
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    Li Fuhui;Ikechukwu Iroegbu Paul;Lan Tianyi;Jiang Lidan;Huang Ligang;Huang Wei;Li Yujia;Cao Yulong;Yin Guolu;Yang Changsheng;Zhu Tao
  • 通讯作者:
    Zhu Tao
Acousto-optic tunable bandpass filter based on acoustic-flexural-wave-induced fiber birefringence
基于声弯曲波诱导光纤双折射的声光可调谐带通滤波器
  • DOI:
    10.1364/ol.43.004362
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Optics Letters
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Ligang Huang;Wending Zhang;Yujia Li;Haonan Han;Xiaoting Li;Pengfa Chang;Feng Gao;Guoquan Zhang;Lei Gao;Tao Zhu
  • 通讯作者:
    Tao Zhu
Fast Spectral Characterization of Optical Passive Devices Based on Dissipative Soliton Fiber Laser Assisted Dispersive Fourier Transform
基于耗散孤子光纤激光辅助色散傅里叶变换的光学无源器件的快速光谱表征
  • DOI:
    10.1103/physrevapplied.14.024074
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Physical Review Applied
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Li Yujia;Cao Yulong;Gao Lei;Huang Ligang;Han Haonan;Ikechukwu Iroegbu Paul;Zhu Tao
  • 通讯作者:
    Zhu Tao
Dual-wavelength narrowband all-fiber acousto-optic tunable bandpass filter based on dispersion-compensating fiber
基于色散补偿光纤的双波长窄带全光纤声光可调谐带通滤波器
  • DOI:
    10.7567/1882-0786/ab5081
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Applied Physics Express
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    Han Haonan;Li Yujia;Huang Ligang;Gao Lei;Huang Wei;Liu Min;Zhu Tao
  • 通讯作者:
    Zhu Tao

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其他文献

Polarization-dependent pulse dynamics of mode-locked fiber laser with near-zero net dispersion
具有近零净色散的锁模光纤激光器的偏振相关脉冲动力学
  • DOI:
    10.7567/1882-0786/ab492d
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Applied Physics Express
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    曹玉龙;高磊;李雨佳;冉洪清;孔令迪;吴强;黄礼刚;黄维;朱涛
  • 通讯作者:
    朱涛
Fast light in the generation configuration of stimulated Brillouin scattering based on high-Q micro-cavities
基于高Q值微腔的受激布里渊散射生成结构中的快光
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Optics Express
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    常朋发;李晓婷;黄礼刚;高峰;张文定;薄方;张国权;许京军
  • 通讯作者:
    许京军
光纤传感用激光光源技术
  • DOI:
    10.12086/oee.2018.170684
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    光电工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Iroegbu Paul Ikechukwu;黄仕宏;李雨佳;李阜徽;黄礼刚;高磊;白永忠;屈定荣;邱枫;黄贤滨;朱涛
  • 通讯作者:
    朱涛
光纤传感用激光光源技术
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    光电工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    IroegbuPaulIkechukwu;黄仕宏;李雨佳;李阜徽;黄礼刚;高磊;白永忠;屈定荣;邱枫;黄贤滨;朱涛
  • 通讯作者:
    朱涛
Quasicritical coupling in a few-mode tapered-fiber coupled whispering-gallery-mode system
少模锥形光纤耦合回音壁模式系统中的准临界耦合
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Physics Review A
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李晓婷;常朋发;黄礼刚;高峰;张文定;薄方;张国权;许京军
  • 通讯作者:
    许京军

其他文献

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黄礼刚的其他基金

基于声光效应的快速可重构在纤式滤波器研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    59 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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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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