基于自发级联拉曼放大的中红外光纤激光器技术研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61575210
  • 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:
    F0506.激光
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Mid-infrared lasers have application in defense, medicine, remote sensing, and pollution monitoring etc. Cascaded Raman fiber laser has great potential in generating widely tunable mid-infrared lasers. At present, due to the availability of gain fiber and fiber components, mid-infrared Raman fiber laser is still not well developed. Based on our research experience in near infrared Raman fiber laser and initial results in mid-infrared Raman fiber laser, we propose to investigate spontaneous cascaded Raman amplification process for mid-infrared fiber laser generation. A high power pulsed 2 micron fiber laser is used to pump a piece of highly Ge-doped silica fiber, which can generate Raman-shifted light at 2.2~2.5 micron. Then, the laser will be injected to a piece of mid-infrared glass fiber, in which longer wavelength laser could be generated with spontaneous cascaded Raman amplification process. We will investigate the nonlinear optics processes in such laser devices and its impact on laser operation, and key technological issues. The overall goal is to solve the challenges in the technology of mid-infrared Raman fiber laser, and to achieve widely tunable laser output in the spectral range of 2~5 micron.
中红外波段的激光在国防、医疗、遥感、污染监测等领域有着重要应用。级联拉曼光纤激光器是产生宽调谐高功率中红外激光的潜力技术。目前,受增益光纤不成熟、光纤器件缺乏等限制,中红外拉曼光纤激光器在功率水平、波长覆盖范围等方面离应用需求尚有较大差距。在前期积累的近红外拉曼光纤激光器研究基础上,根据对中红外拉曼光纤激光器的预先研究的结果,本项目拟深入研究基于自发级联拉曼放大的中红外光纤激光器技术。具体来讲,采用脉冲2微米光纤激光作为泵浦源,通过高掺锗石英基光纤拉曼频移至2.2~2.5微米,再通过无需光纤光栅反射镜、波分复用器和隔离器等元器件的自发级联拉曼放大过程,在中红外玻璃光纤中获得更长波段的中红外激光产生。研究该类器件中的非线性光学过程及其对激光输出的影响,以及其它关键技术问题,以实现中红外拉曼光纤激光器技术突破,获得2~5微米波段宽调谐激光输出为总体目标。

结项摘要

中红外波段的激光在国防、医疗、遥感、污染监测等领域有着重要应用。级联拉曼光纤激光器是产生宽调谐高功率中红外激光的潜力技术。项目执行期间,针对将拉曼光纤激光器输出波长扩展至中红外波段的研究目标,进行了系统的自发级联拉曼光纤放大器和级联随机拉曼光纤激光器的研究。首先搭建了数值模型,仿真了2微米脉冲激光泵浦下,高掺锗石英光纤和硫化物光纤中自发级联拉曼放大过程,确定了高掺锗石英光纤在获得2-2.5微米拉曼激光方面的潜力和硫化物光纤在更长波段拉曼激光输出上的潜力。研制了高峰值功率的2微米脉冲光纤激光,泵浦高掺锗石英光纤,获得了最大波长2.48微米的可调谐中红外激光输出。与外单位合作,采用氟碲酸盐光纤,获得了宽谱、高平均功率的中红外超连续谱激光,最长波长4微米,输出功率达10W。基于氟碲酸盐光纤的中红外拉曼光纤激光研究尚在进行中。除此之外,也深入地研究了相关的另一类拉曼光纤激光器结构,级联随机拉曼光纤激光器。通过高阶级联随机拉曼光纤激光器,采用1微米激光作为泵浦,11阶拉曼频移获得了最大18W的2.13微米中红外光纤激光输出。详细研究了影响级联随机拉曼激光输出性能的因素,为后续在更长波的运用打下了基础。经过本项目研究,加深了对级联拉曼光纤激光器与放大器的理解,极大地扩展了光纤激光的输出波长范围。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
超快拉曼光纤激光器技术研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国激光
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    潘伟巍;周佳琦;张磊;冯衍
  • 通讯作者:
    冯衍
Raman dissipative soliton fiber laser pumped by an ASE source
由 ASE 源泵浦的拉曼耗散孤子光纤激光器
  • DOI:
    10.1364/ol.42.005162
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Optics Letters
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Pan Weiwei;Zhang Lei;Zhou Jiaqi;Yang Xuezong;Feng Yan
  • 通讯作者:
    Feng Yan
Rectangular Pulse Generation From a Mode Locked Raman Fiber Laser
锁模拉曼光纤激光器产生矩形脉冲
  • DOI:
    10.1109/jlt.2019.2892779
  • 发表时间:
    2019-02
  • 期刊:
    Journal of Lightwave Technology
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Pan Weiwei;Zhou Jiaqi;Zhang Lei;Feng Yan
  • 通讯作者:
    Feng Yan
Pulsed amplified spontaneous Raman emission at 2.2 mu m in silica-based fiber
石英光纤中 2.2 μm 的脉冲放大自发拉曼发射
  • DOI:
    10.1007/s00340-016-6344-9
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Applied Physics B: Lasers and Optics
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Jiang Huawei;Zhang Lei;Yang Xuezong;Yu Ting;Feng Yan
  • 通讯作者:
    Feng Yan
More than 200 W random Raman fiber laser with ultra-short cavity length based on phosphosilicate fiber
基于磷硅酸盐光纤的超短腔长200W以上随机拉曼光纤激光器
  • DOI:
    10.1364/ol.44.001801
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Optics Letters
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Dong Jinyan;Zhang Lei;Zhou Jiaqi;Pan Weiwei;Gu Xijia;Feng Yan
  • 通讯作者:
    Feng Yan

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    --
  • 作者:
    袁烨;张磊;刘燕花;吕新杰;赵刚;冯衍;祝世宁
  • 通讯作者:
    祝世宁
非线性环路反射镜锁模光纤激光器的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国激光
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周佳琦;潘伟巍;张磊;GuXijia;冯衍
  • 通讯作者:
    冯衍

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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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