表面芯光纤及其石墨烯被覆功能器件研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61275094
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    85.0万
  • 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:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

This project proposes a kind of surface core fiber (SCF) and graphene-based SCFs devices. Comparing to the traditional optical fibers, the evanescent field leaked to the external will be stronger in a SCF and it will be more convenient to make chemical modification and physical changes on the core surface because the core of the fiber is close to the boundary of the cladding. Since the SCF is drawn directly, this fiber has many advantages including low insertion loss and low surface scattering loss compared with other fibers with extra processed surface. Graphene is a potential material in integrated fibre optic devices due to its unique photoelectric characteristics. This project is going to study the optical transmission mechanism of the SCF. The graphene-based SCF polarizer and fiber grating devices are proposed. The mechanism and performance parameters of the devices will be analyzed by using the finite element method. We will cover the surface of a SCF with graphene in practice. The performance test of the devises will be completed. We will realize on-line broadband TE/TM polarizers or tunable bandwidth polarizers. This project not only adds a new member to the optical fiber family, but also expands graphene's applications in fiber devices. With further researches and application needs, new devices based on SCF will be further researched and wildly applied in integrated all-fiber devices, optical fiber communications, fiber sensing and so on. Therefore the researches of graphene-based SCFs devices show important significance for promoting development of new optical fiber devices in China.
本项目提出一种表面芯光纤及其石墨烯被覆功能器件。光纤纤芯位于包层边界,泄漏到外界的倏逝场会较强,也使在纤芯表面做化学修饰和物理改变都非常方便。光纤结构直接拉丝成形,与额外加工光纤表面相比,其散射损耗小,器件插损会降低。石墨烯因具有独特的光电特性,使其成为纤维集成光器件中非常有潜力的材料。本项目拟深入研究该光纤的导光机理,利用有限元法设计石墨烯被覆表面芯光纤偏振器和光纤光栅器件,分析器件机理及性能参数,在此基础上在纤芯表面被覆石墨烯,实验研制器件并进行性能测试,实现TE/TM偏振宽带和窄带可调在线光纤偏振器。本项目既为光纤家族增添了新的成员,也拓展了石墨烯在光纤器件中的应用。随着研究的深入和应用的需要,表面芯光纤新元件必将在全光纤集成器件、光纤通信、光纤传感等领域获得进一步的发展和广泛的应用。因此,开展石墨烯被覆表面芯光纤功能器件的探索与研究,对促进我国新型光纤器件的发展具有十分重要的意义。

结项摘要

本项目提出了新型表面芯光纤和D形光纤及其石墨烯被覆功能器件。对于表面芯来说,光纤纤芯位于包层边界,D形光纤也类似,纤芯能直接与外界环境接触,所以泄漏到外界的倏逝场会较强,也使在纤芯表面做化学修饰和物理改变都非常方便。首先利用有限元法对表面芯光纤和D形光纤被覆石墨烯偏振器进行了理论研究,分析了器件机理以及优化了各类性能参数,理论结果显示2mm长表面芯被覆石墨烯可以实现消光比为25dB的起偏器,2.5mm长D形光纤被覆石墨烯起偏器消光比可以达到40dB。基于理论研究的基础,我们对表面芯和D形光纤也分别进行了被覆石墨烯的实验研究。根据不同的参数需求我们能很好的完成对表面芯光纤和D形光纤制备,也熟练掌握了单层石墨烯的被覆以及转移技术,最终得到了消光比为4dB的表面芯被覆石墨烯起偏器和36dB的D形光纤宽带起偏器。研究结果表明表面芯光纤与D形光纤新元件必将在全光纤集成器件、光纤通信、光纤传感等领域获得进一步的发展和广泛的应用。

项目成果

期刊论文数量(20)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(5)
专利数量(0)
Fiber-tip high-temperature sensor based on multimode interference
基于多模干涉的光纤头高温传感器
  • DOI:
    10.1364/ol.38.004617
  • 发表时间:
    2013-11-15
  • 期刊:
    OPTICS LETTERS
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Wang, Pengfei;Ding, Ming;Brambilla, Gilberto
  • 通讯作者:
    Brambilla, Gilberto
In-line Mach-Zehnder interferometric sensor based on a linear 5-core fiber
基于线性 5 芯光纤的在线马赫曾德尔干涉传感器
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Photonics Technology Letters
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Jing Yang;Jing Yang;Libo Yuan;Libo Yuan
  • 通讯作者:
    Libo Yuan
Long period fiber grating and high sensitivity refractive index sensor based on hollow eccentric optical fiber
基于空心偏心光纤的长周期光纤光栅及高灵敏度折射率传感器
  • DOI:
    10.1016/j.snb.2013.07.086
  • 发表时间:
    2013-11-01
  • 期刊:
    SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Guan, Chunying;Tian, Xiaozhong;Yuan, Libo
  • 通讯作者:
    Yuan, Libo
In-line rainbow trapping based on plasmonic gratings in optical microfibers
基于微光纤中等离子体光栅的在线彩虹捕获
  • DOI:
    10.1364/oe.21.016552
  • 发表时间:
    2013-07-15
  • 期刊:
    OPTICS EXPRESS
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Guan, Chunying;Shi, Jinhui;Brambilla, Gilberto
  • 通讯作者:
    Brambilla, Gilberto
Bending characteristics of a long-period fiber grating in a hollow eccentric optical fiber
空心偏心光纤中长周期光纤光栅的弯曲特性
  • DOI:
    10.1364/ao.54.007879
  • 发表时间:
    2015-09-10
  • 期刊:
    APPLIED OPTICS
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Zhong, Xing;Guan, Chunying;Yuan, Libo
  • 通讯作者:
    Yuan, Libo

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非对称结构平面电磁超材料的微波特性研究
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  • 作者:
    史金辉;刘冉;余胜武;朱正;关春颖;王政平;SHI Jin-hui,LIU Ran,YU Sheng-wu,ZHU Zheng,GUAN Chu
  • 通讯作者:
    SHI Jin-hui,LIU Ran,YU Sheng-wu,ZHU Zheng,GUAN Chu
基于表面等离激元的纤端集成Airy光束
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    应用科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    关春颖;史金辉
  • 通讯作者:
    史金辉
微孔光纤表面等离子体共振传感特性分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    光学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    关春颖;苑立波;史金辉;Guan Chunying Yuan Libo Shi Jinhui(College of Scie
  • 通讯作者:
    Guan Chunying Yuan Libo Shi Jinhui(College of Scie
基于表面等离激元的纤端集成Airy光束(综述邀稿)
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    应用科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    关春颖;史金辉
  • 通讯作者:
    史金辉

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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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