宽带放大器用Er3+/Ce3+共掺碲酸盐玻璃及光纤1.53μm波段辐射强度提高研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61178063
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    64.0万
  • 负责人：
    周亚训
  • 依托单位：
    宁波大学
  • 学科分类：
    F0509.光学和光电子材料
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

Er3+/Ce3+共掺是提高低声子能量宽带碲酸盐玻璃1.53μm波段发光效率的一种有效手段。项目拟通过掺杂浓度和声子能量的双重优化，以最大程度地实现Er3+/Ce3+离子间能量传递并提高辐射强度作为研究主线：建立碲酸盐玻璃中基于声子辅助的Er3+/Ce3+离子能量传递模型，结合稀土离子共掺、变温测试等实验方案，研究掺杂浓度、声子能量和参与声子数在能量传递过程中的作用以及对光谱特性的影响；有针对性地引入高声子能量玻璃组分，控制基质声子能量及分布，使其达到最适合于Er3+/Ce3+离子能量传递的状态，最终得到热稳定性能优异且高发光效率的Er3+/Ce3+共掺碲酸盐玻璃及光纤。项目旨在掺杂浓度优化基础上再次通过声子能量的优化处理，实现玻璃中1.53μm波段荧光强度及光纤中信号增益的进一步提高，这对获得极高增益宽带碲酸盐玻璃光纤放大器具有重大实际意义，迎合了当前WDM通信系统日趋小型化的发展需求。

结项摘要

项目背景：Er3+/Ce3+共掺是提高碲酸盐玻璃中Er3+离子1.53μm波段辐射强度的一种有效方案，项目针对Er3+/Ce3+离子间能量传递过程中存在着能量失配现象，着重通过玻璃基质声子能量的优化处理，研究Er3+离子辐射强度的进一步提高。.主要研究内容：建立一个碲酸盐玻璃中基于声子辅助Er3+/Ce3+离子间能量传递理论模型，对Er3+/Ce3+离子间能量传递机理进行系统研究，研究玻璃基质声子能量和参与声子数在能量传递过程中的作用以及对光谱特性的影响；进一步，研究在碲酸盐玻璃中引入高声子能量玻璃组分，通过控制玻璃声子能量使其适合于Er3+/Ce3+离子间能量传递状态，提高Er3+/Ce3+离子共掺碲酸盐玻璃及光纤的辐射强度。.重要结果：1）制备得到了Er3+/Ce3+共掺碲酸盐玻璃，明确了稀土离子掺杂浓度优化范围；2）计算得到了Er3+/Ce3+离子间能量传递微观参数，明确了声子能量和参与声子数在能量传递过程中的贡献，揭示出Er3+/Ce3+离子间能量传递是一个基于单声子和双声子参与辅助的能量传递过程；3）在Er3+/Ce3+共掺碲酸盐玻璃中引入适量WO3、B2O3和SiO2组分提高玻璃基质声子能量，使Er3+/Ce3+离子间能量传递演变成为单声子参与贡献为主，极大地提高了Er3+离子1.53μm波段辐射强度；4）在Er3+/Ce3+共掺碲酸盐玻璃中引入银纳米颗粒，利用纳米颗粒的局域场增强效应，进一步提高了Er3+离子1.53μm波段辐射强度；5）采用旋转浇铸法和管棒组合法工艺拉制了Er3+/Ce3+共掺碲酸盐玻璃光纤，测试得到了光纤放大自发辐射（ASE）谱，模拟得到了光纤受激辐射放大增益谱，经声子能量优化处理后光纤辐射强度得到提高。.关键数据：1）引入15mol% WO3，Er3+离子1.53μm波段辐射强度提高约20%，引入9mol% SiO2提高55%，引入1.5mol% B2O3提高35%；2）光纤ASE的3dB带宽为70nm，强度提高17%。光纤小信号模拟增益为29dB，提高2.3dB；3）发表论文37篇（SCI收录25篇，EI收录11篇），申请专利2项；4）培养硕士研究生6名。.科学意义：项目研究具有重要科学和实际意义，明晰碲酸盐玻璃中Er3+/Ce3+离子间能量传递机理，同时获得应用于宽带EDFA高发光强度Er3+/Ce3+共掺碲酸盐玻璃。

项目成果

期刊论文数量（38）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Concentration-dependent luminescence properties in Er3+-doped TeO2-ZnO-La2O3 glasses
Er3 掺杂 TeO2-ZnO-La2O3 玻璃的浓度依赖性发光特性
  • DOI：
    10.1007/s11801-012-1188-y
  • 发表时间：
    2012-07
  • 期刊：
    Optoelectronics Letters
  • 影响因子：
    0.9
  • 作者：
    徐星辰;陈芬;林剑辉;杨高波
  • 通讯作者：
    杨高波
高声子能量氧化物对掺铒碲酸盐玻璃光谱性质的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    无机材料学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    戴世勋;王训四;沈祥;陈飞飞
  • 通讯作者：
    陈飞飞
Er3+/Tm3+共掺TeO2-ZnO-Na2O玻璃的近红外光谱特性及能量传递机理
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    中国激光
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    郑世超;徐星辰;王训四;戴世勋
  • 通讯作者：
    戴世勋
Multicolor upconversion emission and energy transfer mechanism in Er3+/Tm3+/Yb3+ codoped tellurite glasses
Er3 /Tm3 /Yb3 共掺杂亚碲酸盐玻璃的多色上转换发射和能量转移机制
  • DOI：
    10.1016/j.jqsrt.2014.05.028
  • 发表时间：
    2014-11-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF QUANTITATIVE SPECTROSCOPY & RADIATIVE TRANSFER
  • 影响因子：
    2.3
  • 作者：
    Peng, Shengxi;Yang, Fengjing;Zhou, Yaxun
  • 通讯作者：
    Zhou, Yaxun
Tm3+/Ho3+共掺碲酸盐玻璃的中红外发光及能量传递机理
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    中国激光
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    戴世勋;王训四;郑世超;殷丹丹
  • 通讯作者：
    殷丹丹

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重要性驱动的中轴线
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  • 通讯作者：
    戴世勋
二维形状的热核特征及其在分类问题中的应用
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  • 发表时间：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    王仁芳
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  • DOI：
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  • 发表时间：
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    周亚训;张培晴;许银生;王训四
  • 通讯作者：
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周亚训的其他基金

含Ag纳米颗粒稀土掺杂碲酸盐玻璃1-2μm宽带光辐射增强及光纤制备
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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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