飞秒激光直写铌酸锂、钽酸锂光波导的非互易特性及其应用研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11874239
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2202.光与物质相互作用
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Due to their excellent electro-optical and nonlinear optical properties, lithium niobate and lithium tantalate single crystals are widely used in the fields of nonlinear optics and integrated optics. The femtosecond laser direct writing method can be used to modulate the optical properties of optical materials to form integrated optical devices with versatile functions. The recent results show that when the femtosecond laser was focused into lithium niobate or lithium tantalate crystals, the tracks formed in the crystal and/or the ferroelectric micro-domain structure exhibit unique nonreciprocity. The nonreciprocity of scanning direction and forming track in lithium niobate mainly exhibits in the positive and negative y-axis direction, but the research results of lithium tantalate tracks are relatively few. Although the results show that the crystal anisotropy and the thermoelectric effect lead to nonreciprocity, the mechanism of its micro-mechanism is still unclear. Due to the widespread application of femtosecond laser in the field of micro/nano processing of optical materials, it is an urgent issue to clarify the nonreciprocal mechanism during the interaction of femtosecond laser with lithium niobate and lithium tantalate crystals. We intend to study the nonreciprocity and its mechanism of the track formation and ferroelectric domain reversion when the fiber femtosecond laser focused into lithium niobate and lithium tantalate crystals, which is critical for a more solid and abundant theoretical basis of interaction between the ferroelectric single crystal and femtosecond laser. Our project will lead to the fresh ideas and strategies for the demonstration of novel ferroelectric integrated optical thin film devices.
铌酸锂和钽酸锂晶体具有优良的电光和非线性光学性质,在非线性光学和集成光学中具有广泛的应用。飞秒激光直写方法可以对光学材料的光学性质进行有效的调制从而形成功能各异的光子集成器件。近来研究结果认为当飞秒激光脉冲与铌酸锂晶体相互作用时,晶体中形成的径迹以及铁电微畴结构体现出非同寻常的非互易特性 (Non-Reciprocity)。当飞秒激光沿着相反方向在铌酸锂晶体中扫描反时,所形成的径迹极为不同,但是对于钽酸锂晶体径迹的研究结果相对较少。尽管研究结果表明晶体的各向异性以及热电效应导致了非互易性,但是其微观机制机理尚不明晰。明晰飞秒激光与铌酸锂、钽酸锂晶体相互作用时的非互易性机制成为亟待解决的问题。我们拟研究光纤飞秒激光在铌酸锂、钽酸锂晶体中形成径迹和微观铁电畴改变的非互易性,为飞秒激光与铁电单晶体相互作用提供新的理论机制阐释,也为新型铁电集成光学薄膜器件的研制提供新的思路,开拓新途径。

结项摘要

铌酸锂和钽酸锂晶体具有优良的电光和非线性光学性质,在非线性光学和集成光学中具有.广泛的应用。飞秒激光直写方法可以对光学材料的光学性质进行有效的调制从而形成功能各异的光子集成器件。近来研究结果认为当飞秒激光脉冲与铌酸锂晶体相互作用时,晶体中形成的径迹以及铁电微畴结构体现出非同寻常的非互易特性 (Non-Reciprocity)。当飞秒激光沿着相反方向在酸锂晶体中扫描反时,所形成的径迹极为不同,但是对于钽酸锂晶体径迹的研究结果相对较少。尽管研究结果表明晶体的各向异性以及热电效应导致了非互易性,但是其微观机制机理尚不明晰。明晰飞秒激光与铌酸锂、钽酸锂晶体相互作用时的非互易性机制成为亟待解决的问题。我们拟研究光纤飞秒激光在铌酸锂、钽酸锂晶体中形成径迹和微观铁电畴改变的非互易性,为飞秒激光与铁电单晶体相互作用提供新的理论机制阐释,也为新型铁电集成光学薄膜器件的研制提供新的思路,开拓新途径。.我们在铌酸锂和钽酸锂中利用飞秒激光直写制备出了双线及cladding形式的波导,对其模式调制、掺入损耗等线性光学特性进行了详细研究,对所形成的铌酸锂、钽酸锂光波导的非线性性能,包括其在近红外波段的拉曼、可调谐激光输出等特性进行了探索。我们对x及z切向的晶体进行了多速度、多方向的飞秒激光扫描,结果如发现cladding形式的波导可以避免铌酸锂及钽酸锂晶体中的激光扫描非互易效应对波导性能所产生的影响,这极大的提高了飞秒加工在晶体中的兼容性和加工效率,为在晶体材料中高效构建三维光互联结构提供了实验基础。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Raman spectra study on modifications of BK7 glass induced by 1030-nm and 515-nm femtosecond laser
1030 nm和515 nm飞秒激光诱导BK7玻璃改性的拉曼光谱研究
  • DOI:
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    2021
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    Jiaming Wu;Yuying Zhang;LingQi Li;Yingying Ren;Qingming Lu;Lei Wang;Feng Chen
  • 通讯作者:
    Feng Chen
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  • 作者:
    王磊;李玲琪;张欣桐;陈峰
  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
    2022-07-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF OPTICS
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Zhang,Bin;Li,Ziqi;Chen,Feng
  • 通讯作者:
    Chen,Feng
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2020-09
  • 期刊:
    Optics Express
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    李玲琪;张彬;Carolina Romero;Javier R. Vázquez de Aldana;王磊;陈峰
  • 通讯作者:
    陈峰
Frequency doubling in PPLN depressed-cladding waveguides written by femtosecond laser
飞秒激光写入 PPLN 凹陷包层波导中的倍频
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    Optical Materials
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    张彬;李玲琪;路庆明;王磊;陈峰
  • 通讯作者:
    陈峰

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  • 通讯作者:
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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]
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          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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