选模型光子灯笼的模式演化机理及其控制技术研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11904398
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2201.光的传播、探测与成像
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

With the popularization of the Internet, the demand of network bandwidth is increasing rapidly. The available capacity of traditional single-mode fiber is already approaching its limit. An effective solution is utilizing mode-division-multiplexing technology. The key problem of mode-division-multiplexing technology is how to realize effective mode multiplexing/de-multiplexing. The invention of mode-selective photonic lantern provides a completely new train to break through this bottleneck. However, mode evolution mechanism of mode-selective photonic lantern has not been research thoroughly, which lead to a lack of effective theoretical guidance for increasing the port number of a photonic lantern. The project aims at discovering mode evolution mechanism of mode-selective photonic lantern. Based on our previous research about tapered multi-core fiber and traditional photonic lantern, the project plans to study mode evolution properties of mode-selective photonic lantern. Firstly, we will build a mode evolution model of a mode-selective photonic lantern and deduce a quantitative calculation method for adiabatic tapering criterion based on taper angle. Then, we will optimal design mode-selective photonic lantern with more port number. At last, manufacture and measurement technique of mode-selective photonic lantern will be conduct based on theoretical results. Research achievement will provide a theoretical guidance for increasing the port number of a photonic lantern. It will also be helpful to further exploit the application potentialities of mode-selective photonic lantern and provide technical support for capacity scaling of fiber communication system.
随着互联网应用的广泛普及,人们对网络带宽的需求急剧增长,传统单模光纤的传输容量已接近极限,解决途径之一是采用模分复用技术。如何实现有效的模式复用/解复用是该技术的关键,选模型光子灯笼的出现为突破该瓶颈提供了崭新思路。然而,目前人们对选模型光子灯笼的模式演化机理还缺乏深入研究,使得在对光子灯笼进行端口数目扩展时缺乏有效的理论指导。本项目以揭示选模型光子灯笼的模式演化机理为目标,基于前期对锥形多芯光纤和传统型光子灯笼的研究成果,开展选模型光子灯笼模式演化特性研究,探索建立选模型光子灯笼的模式演化模型,提出一种基于拉锥角度的绝热拉锥条件定量计算方法,优化设计具有更多端口的选模型光子灯笼,并据此开展选模型光子灯笼的制作及测试技术研究。预期研究成果将为选模型光子灯笼的端口数目扩展提供理论依据,有助于进一步挖掘选模型光子灯笼的应用潜力,为光纤通信系统容量的大幅度提升提供技术支撑。

结项摘要

选模型光子灯笼在光纤通信模式复用、光纤激光功率合成和计算光成像等多个领域都有重要应用。目前对于选模型光子灯笼的一个重要研究方向是如何扩展光子灯笼的端口数目。为此,必须首先弄清选模型光子灯笼的模式演化机理,并有针对性地提出有效的模式控制技术。本项目以揭示选模型光子灯笼的模式演化机理为主要目标,以锥形光纤和多芯光纤中的模式求解为基础,提出了一种基于局域耦合模理论的模式演化过程定量求解方法。该方法在计算过程中可以沿轴向自适应地调整网格大小以提高模式求解精度,并且还能够给出任意轴向位置处的模式比重,为选模型光子灯笼的模式演化过程提供了清晰的物理图像。在此基础上,利用局域模耦合理论和光束传播法相结合的手段探索基于结构优化设计的模式控制技术,主要从拉锥特性和截面特性两方面对选模型光子灯笼的结构进行优化,在保持低传输损耗的条件下提高选模能力、扩展端口数目。结合激光合成的应用需求,提出了一种哑铃型结构的光纤功率合束器,实现了合成激光的亮度优化。项目成果可以支持模分复用光纤通信系统容量的进一步提升,为提高选模型光子灯笼的实用效能和扩展应用领域提供理论支持。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(4)
专利数量(3)
Theoretical analysis of mode evolution in an adiabatically tapered multimode fiber by coupled local mode theory
耦合局域模理论对绝热锥形多模光纤模式演化的理论分析
  • DOI:
    10.1016/j.yofte.2022.102898
  • 发表时间:
    2022-05
  • 期刊:
    Optical Fiber Technology
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Xuanfeng Zhou;Zilun Chen;Yanbin Wang;Defeng Zhang;Xinghuo Men;Hanbing Zhou
  • 通讯作者:
    Hanbing Zhou
Theoretical analysis of mode evolution in a tapered double clad fiber based on coupled local mode theory
基于耦合局域模理论的锥形双包层光纤模式演化理论分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
    Optics Continuum
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xuanfeng Zhou
  • 通讯作者:
    Xuanfeng Zhou
Mode conversion between fibers with different refraction index distribution based on adiabatically tapered structures
基于绝热锥形结构的不同折射率分布光纤之间的模式转换
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
    Applied Optics
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Xuanfeng Zhou
  • 通讯作者:
    Xuanfeng Zhou
激光辐照行间转移型CCD的串扰效应
  • DOI:
    10.37188/ope.20212906.1225
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    光学精密工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周旋风;张德锋;王彦斌;肖文健;任广森;李华
  • 通讯作者:
    李华

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

高功率光纤端帽实现6 kW激光输出
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    强激光与粒子束
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周旋风;陈子伦;侯静;王泽锋;许晓军
  • 通讯作者:
    许晓军
脉冲激光辐照CMOS相机的图像间断现象及形成机理研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    脉冲激光辐照CMOS相机的图像间断现象及形成机理研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周旋风;陈前荣;王彦斌
  • 通讯作者:
    王彦斌
All-fiber 7 × 1 signal combiner with high beam quality for high-power fiber lasers
适用于高功率光纤激光器的高光束质量全光纤 7 × 1 信号合路器
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Chinese Optics Letters, 2015,13(6), 061406-1-5.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周航;陈子伦;周旋风;侯静;陈金宝
  • 通讯作者:
    陈金宝
All-fiber 7x1 pump combiner for high power fiber laser
用于高功率光纤激光器的全光纤 7x1 泵浦合束器
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Optics Communications
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    周航;陈子伦;周旋风;侯静;陈金宝
  • 通讯作者:
    陈金宝
拉锥光纤产生超连续谱的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    激光与光电子学进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈海寰;陈子伦;周旋风;侯静
  • 通讯作者:
    侯静

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

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]
      
关闭
close
客服二维码