微纳光纤熔锥法珀微腔和长周期光栅集成器件及双向传感机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61377081
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    82.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0503.传输与交换光子器件
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Novel micro- and nano fiber sensors with excellent advantages of small size,high sensitivity,fast response speed and microscale detection have great applications in environmental monitoring of the temperature and refractive index.In view of the development of novel micro- and nano fiber devices,this project proposes a micro- and nano fiber taper-based Fabry-Perot microcavity and long period grating integrated fiber device. This bidirectional optical fiber sensor uses the light reflection and transmission.There are three aspects included in the proposition.Firstly, we will establish the theoretical model of the integrated device based on the coupled mode theory, transfer matrix method and finite difference in time domain method and so on.Theoretical study on the cascaded sensing characteristics will then be performed, with the further optimization of the device structure by the simulating annealing algorithm.To fabricate the integrated device,the flame heating method,CO2 laser and femtosecond laser processing technology are used. We will also explore the methods to optimize the process in order to improve the performance of the device. Finally, the sensing characteristics of simultaneous temperature and refractive index measurements will be carried out, with the sensitivity enhancement also studied. This integrated fiber optical devices and its bidirectional sensing properties have universal significance, which also has important theoretical expansion on micro- and nanofiber sensors and important application potentials in the simutaneous temperature and refractive index measurement environment.
具有小尺寸、高灵敏度、快响应速度和微量检测等优势的新型微纳光纤传感器在温度和折射率等环境监测中有着重要应用。针对目前不断发展的新型微纳光纤器件,本项目提出一种微纳光纤熔锥法珀微腔和长周期光栅集成器件,利用反射光和透射光实现双向光纤传感。主要工作包括三个方面:基于耦合模理论、传输矩阵法和时域有限差分法等建立集成器件理论模型,理论研究级联传感特性,进一步结合模拟退火算法进行器件结构优化;通过熔融拉锥、飞秒激光和二氧化碳激光加工工艺实验制备集成器件,探索优化制备工艺以改进器件性能;最后实验研究集成器件的温度和折射率同测的传感特性,理论结合实验研究其双向传感机理,并研究温度和折射率传感灵敏度提升的方案。本项目所研究的微纳光纤熔锥法珀微腔和长周期光栅集成器件及其双向传感特性具有普遍意义和推广价值,是对微纳光纤传感器的重要理论拓展,也将在温度和折射率同测环境中具有重要应用前景。

结项摘要

具有小尺寸、高灵敏度、快响应速度和微量检测等优势的新型微纳光纤传感器在温度和折射率等环境监测中有着重要应用。针对目前不断发展的新型微纳光纤器件,本项目提出一种微纳光纤熔锥法珀微腔和长周期光栅集成器件,利用反射光和透射光实现双向光纤传感,围绕光纤熔锥长周期光纤光栅、光纤熔锥法珀微腔、光纤法珀微腔与长周期光栅集成器、毛细管光纤传感器研究等开展研究工作。本项目所研究的微纳光纤熔锥法珀微腔和长周期光栅集成器件及其双向传感特性具有普遍意义和推广价值,是对微纳光纤传感器的重要理论拓展,也将在温度和折射率同测环境中具有重要应用前景。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(7)
专利数量(4)
Refractometry With a Tailored Sensitivity Based on a Single-Mode-Capillary-Single-Mode Fiber Structure
基于单模毛细管单模光纤结构的具有定制灵敏度的折射测量
  • DOI:
    10.1109/jphot.2017.2690686
  • 发表时间:
    2017-04
  • 期刊:
    Ieee Photonics Journal
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Zhang Xiaobei;Shao Haiyang;Yang Yong;Pan Haiyang;Pang Fufei;Wang Tingyun
  • 通讯作者:
    Wang Tingyun
Fabrication and sensing characteristics of intrinsic Fabry-Perot interferometers in fiber tapers
光纤锥体中本征法布里-珀罗干涉仪的制作和传感特性
  • DOI:
    10.3788/col201513.120602
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Chinese Optics Letters
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Zhang Xiaobei;Xiong Jiabao;Gu Fan;Li Jinlong;Wang Wenyuan;Pang Fufei;Wang Tingyun
  • 通讯作者:
    Wang Tingyun
Simple capillary-based extrinsic Fabry-Perot interferometer for strain sensing
用于应变传感的简单毛细管外法布里-珀罗干涉仪
  • DOI:
    10.3788/col201715.070601
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Chinese Optics Letters
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Xiaobei Zhang;Haiyang Shao;Haiyang Pan;Yong Yang;Huawen Bai;Fufei Pang;Tingyun Wang
  • 通讯作者:
    Tingyun Wang
毛细管光纤传感器研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    应用科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张小贝;肖海;王廷云
  • 通讯作者:
    王廷云
Theoretical aspects and sensing demonstrations of cone-shaped inwall capillary-based microsphere resonators
基于锥形内壁毛细管的微球谐振器的理论问题和传感演示
  • DOI:
    10.1364/prj.5.000516
  • 发表时间:
    2017-10-01
  • 期刊:
    PHOTONICS RESEARCH
  • 影响因子:
    7.6
  • 作者:
    Zhang, Xiaobei;Yang, Yong;Wang, Tingyun
  • 通讯作者:
    Wang, Tingyun

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其他文献

毛细管内嵌微球谐振腔的温度传感特性研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    应用光学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    张小贝
光纤耦合双微球谐振腔及其模式分裂特性
  • DOI:
    10.3788/aos202141.1306017
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    光学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘笑尘;谢严;陈溢琦;王梓杰;余洋;杨勇;张小贝;王廷云
  • 通讯作者:
    王廷云
空心微瓶谐振腔的曲率模型及其传输特性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    应用光学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    侯峰裕;王梓杰;余洋;孙航;杨勇;张小贝
  • 通讯作者:
    张小贝
基于磁致折变效应的掺铒光纤磁场传感器温度特性研究
  • DOI:
    10.3788/cjl202249.0910002
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    中国激光
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘思晨;黄怿;邓传鲁;胡程勇;黄彩红;董艳华;张小贝;王廷云
  • 通讯作者:
    王廷云
空芯光纤的双机理温度传感特性比较
  • DOI:
    10.3788/gzxb20225111.1106001
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    光子学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    汪柯红;余洋;王洋;刘笑尘;赵帅昌;杨勇;张琦;张小贝
  • 通讯作者:
    张小贝

其他文献

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张小贝的其他基金

谐振腔及光纤传感技术
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  • 批准年份:
    2020
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    120 万元
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面向磁场传感的瓶状微腔奇异点增强机理及器件研究
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探针式空芯光纤耦合回音壁模微腔及其传感与激光特性研究
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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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