微纳光纤中声致周期结构的耦合特性及应用研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11404263
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    30.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2206.微纳光学与光子学
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

By introducing acoustic wave into micro/nano optical fiber, the project highlights the fast response and convenient tunablitiy for the structure, which is important for the application of micro/nano photonics devices. In the project, we expect the acoustic wave will bring periodic refractive index modulations in the micro/nano optical fiber. Based on up to data researches, such structure should gain the features of tunable, fast response, low power consumption, compact size, and so on, yet few works has been done in the field. Our project will include three parts covering from the fundamental theory to its possible applications: 1. Theoretical analysis the characteristics of periodic refractive index modulation produced by propagating acoustic wave in micro/nano fiber to present the parametric influence to the micro/nano fiber, including diameter, refractive index, acousto-optic coupling length and so on. 2. Experimentally explore the characteristics of acousto-induced periodic structure to convince the theory, and more important, achieving the tunability of spectral, driving power features, mode coupling, response time, and so on for its further applications. 3. With a fixed period grating structure driven by acoustic wave, we expect to construct acosuto-optic superlattice structure in the micro/nano optical fiber and explore its applications such as tunable subluminal device. The project will present a clear view to acousto-optic effects in the micro/nano scale, meanwhile it will introduce characteristics of tunability with fast response to all-fiber micro/nano photonics devices, which is important for its application.
微纳光纤中声致周期结构的构建是使光纤光栅具有便捷可调谐特性的一个重要途径,它的实现有助于便捷可调谐微纳光子学器件的制作及应用。本项目旨在如何利用微纳光纤中超声波的传输来诱导周期性结构,进而使其具有可调谐、快响应、低功耗、微型化等特性。主要研究内容有:1、理论分析超声波在微纳光纤中传输时所诱导周期性折射率调制的特性,并给出超声波(模式、功率、频率)和微纳光纤(直径、折射率、材料声速、声光耦合长度)的参数特性对声致周期性折射率调制的影响;2、实验研究声致周期结构的光谱可调谐特性、功耗特性、模式耦合特性、时间响应特性等;3、在微纳光纤中,把声致周期结构和固定周期的光栅结构相结合,构建复合调制周期结构,并利用其色散特性实现可调谐慢光结构。本项目的开展有助于加深人们在微纳尺度范围内对声光效应产生更为清晰的认识,同时也为构建具有便捷可调谐和快响应特性的微纳光子学器件提供一种方法。

结项摘要

本项目旨在利用超声波在光纤中的传输诱导声致光栅结构,进而探索声致光栅结构在光外差测量技术、光纤中结构光场产生及调控等方面的应用,本项目完成的主要内容:①利用声弯曲波在光纤上的传输构建了声致光栅结构,利用锥形微纳光纤与声致光栅结构之间的耦合构建了全光纤光外差频移器,在此基础上实现了全光纤光外差精密测量系统的构建及微振动解调程序编写,并实现了皮米级微振动精密测量;②基于声致光栅的折射率分布,建立了光纤中矢量模式耦合理论模型,利用声致光栅实现了光纤中柱状矢量光场的高效产生及调控;③建立了光纤中声致光栅结构实现矢量模式耦合的全矢量理论模型,对光纤中矢量模式间的耦合进行了定量计算,并在实验上实现了通讯波段可调谐涡旋光场产生;④建立了光纤中高阶涡旋光场产生的级联矢量模式耦合理论模型,并利用声致光栅实现了光纤中高阶涡旋光场的产生及拓扑荷调控;⑤利用声纵波驱动光纤布拉格光栅构建了声致复合光栅结构,并利用声致复合光栅结构构建了全光纤光外差精密测量系统,实现了纳米级精度测量。本项目的研究工作有助于研究者们对光纤中声致光栅结构的产生机理及构建方法产生更为清晰的认识,并为构建全光纤频移器及矢量/涡旋模式产生等具有便捷可调谐特性的微纳光子器件提供一种方法。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(4)
Cylindrical vector beam generation in fiber with mode selectivity and wavelength tunability over broadband by acoustic flexural wave
通过声弯曲波在光纤中生成具有模式选择性和宽带波长可调性的圆柱形矢量光束
  • DOI:
    10.1364/oe.24.010376
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Optics Express
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Wending Zhang;Ligang Huang;Keyan Wei;Peng Li;Biqiang Jiang;Dong Mao;Feng Gao;Ting Mei;Guoquan Zhang;Jianlin Zhao
  • 通讯作者:
    Jianlin Zhao
GW/cm~2量级飞秒脉冲倍频的宽谱谐波产生
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    光学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄章超;张文定;林洪沂;许英朝;沈汉鑫;阮剑剑;孙栋;王衡;朱文章
  • 通讯作者:
    朱文章
Carbon Nanotube-Deposited Tilted Fiber Bragg Grating for Refractive Index and Temperature Sensing
用于折射率和温度传感的碳纳米管沉积倾斜光纤布拉格光栅
  • DOI:
    10.1109/lpt.2016.2522512
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    Jiang Biqiang;Lu Xin;Mao Dong;Wang Yadong;Zhang Wending;Gan Xuetao;Zhao Jianlin
  • 通讯作者:
    Zhao Jianlin
Wide band dispersionless slow light in hetero-MIM plasmonic waveguide
异质 MIM 等离子体波导中的宽带无色散慢光
  • DOI:
    10.1364/oe.24.022432
  • 发表时间:
    2016-10-03
  • 期刊:
    OPTICS EXPRESS
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Li, Dacheng;Du, Kang;Mei, Ting
  • 通讯作者:
    Mei, Ting
All-fiber tunable laser based on an acousto-optic tunable filter and a tapered fiber
基于声光可调谐滤波器和锥形光纤的全光纤可调谐激光器
  • DOI:
    10.1364/oe.24.007449
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Optics Express
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Huang Ligang;Song Xiaobo;Chang Pengfa;Peng Weihua;Zhang Wending;Gao Feng;Bo Fang;Zhang Guoquan;Xu Jingjun
  • 通讯作者:
    Xu Jingjun

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其他文献

光纤结构光场产生及应用
  • DOI:
    10.3788/aos201939.0126003
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    光学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张文定;李鑫;白家浩;张录;梅霆;赵建林
  • 通讯作者:
    赵建林
红宝石中的弱光非线性与超光速传播
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    科学通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    许京军;高峰;张国权;张文定
  • 通讯作者:
    张文定

其他文献

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强电场梯度等离激元纳腔精准操控分子光谱选择定则
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  • 批准年份:
    2023
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  • 项目类别:
    面上项目
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  • 资助金额:
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  • 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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