基于2.1-2.3μm脉冲拉曼光纤激光器的透明聚合物焊接方法与机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61905146
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    24.0万
  • 负责人：
    欧阳德钦
  • 依托单位：
    深圳技术大学
  • 学科分类：
    F0506.激光
  • 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

Laser transmission welding (LTW) of transparent polymers is a key technology for the polymer-based microfluidic devices, optical components, and information-storing devices. In this project, a novel wavelength tunable 2.1-2.3 μm pulsed Raman fiber laser is proposed to increase the welding quality and efficiency of the transparent polymer, based on the selective absorption in this wavelength region. The research contents mainly include: To carry out theoretical analysis, numerical modelling, optimal designing and experimental investigation in order to improve the pulse energy and the convention efficiency of mid-infrared Raman fiber laser. Focus on the performance of LTW of transparent polymers based on the mid-infrared wavelength tunable pulsed Raman fiber laser. Theoretically and experimentally investigate the temperature fields influenced by the pulse energy, angular aperture, defocusing amount, welding speed, especially the laser wavelength. The research of this project will contribute new laser sources to solve the technical bottleneck of transparent polymers laser transmission micro-welding and will promote the applications of mid-infrared fiber lasers, possessing important fundamental research significances and practical application values.
透明聚合物的激光微纳焊接一直是聚合物基微流控芯片、光学器件、信息存储等领域持续攻关的热点问题。项目针对透明聚合物对中红外波段激光的特殊选择吸收特性，首次提出采用2.1-2.3μm新型可调谐中红外脉冲光纤激光实现透明聚合物的焊接，高效利用此波段脉冲激光与透明聚合物相互作用时的吸收特性，提高焊接的质量及效率。主要研究内容：中红外可调谐脉冲拉曼光纤激光器的理论分析、优化设计及实验研究，以提高其脉冲性能及转换效率；建立基于2.1-2.3μm脉冲光纤激光器透射式焊接透明聚合物的热分析模型、优化设计及实验研究，结合脉冲能量、孔径角、离焦量、焊接速度等参数，重点揭示波长对透明聚合物材料焊接过程中热场分布规律及熔池特性的影响。本项目的研究将开拓一种新的高质量透明聚合物材料的激光微纳焊接技术，解决此类材料焊接的技术瓶颈，此外，还将有力促进中红外波段光纤激光器的开发应用，具有重要的基础研究意义和实际应用价值。

结项摘要

透明聚合物材料的激光焊接在生物微流控芯片、特种传感器、医疗器械等领域具有重要的应用，是目前研究的热点技术问题。项目针对透明聚合物对中红外光波的特殊选择吸收特性，提出采用可调谐中红外光纤激光焊接透明聚合物技术方法，开展了中红外波段可调谐脉冲光纤激光器的数值仿真、优化设计和实验研究，实现了锁模激光器波长可调谐范围>130 nm，实现了2.16μm处的最大脉冲拉曼激光输出功率达到4.3 W；同时建立了基于2.0μm波段光纤激光器激光透射式焊接透明聚合物热仿真模型，基于此设计了高数值孔径焊接镜头，并且实现了<80 μm的焊缝宽度。实验详细分析总结了夹具压力、功率密度、离焦量、焊接速度等参数对透明聚合物材料焊接特性的影响规律。本项目的研究有效解决了透明聚合物材料微纳焊接关键技术，具有较好实际应用价值。

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（0）
专利数量（6）
Bandwidth compensation in swept laser source using the asymmetric sinusoidal modulation
使用不对称正弦调制的扫频激光源的带宽补偿
  • DOI：
    10.1016/j.infrared.2021.104007
  • 发表时间：
    2021-12
  • 期刊：
    Infrared Physics and Technology
  • 影响因子：
    3.3
  • 作者：
    杨志伟;吴旭;欧阳德钦;裴继红;阮双琛
  • 通讯作者：
    阮双琛
Stable noise-like pulse generation in all-PM mode-locked Tm-doped fiber laser based on NOLM
基于NOLM的全保偏锁模掺铥光纤激光器稳定的类噪声脉冲生成
  • DOI：
    10.3788/col202119.091402
  • 发表时间：
    2021-09
  • 期刊：
    Chinese Optics Letters
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    王蒙;刘敏秋;陈业旺;欧阳德钦;赵俊清;裴继红;阮双琛
  • 通讯作者：
    阮双琛
310 W picosecond laser based on Nd:YVO4 and Nd:YAG rod amplifiers
基于 Nd:YVO4 和 Nd:YAG 棒放大器的 310 W 皮秒激光器
  • DOI：
    10.1016/j.optlastec.2021.107668
  • 发表时间：
    2021-11-26
  • 期刊：
    OPTICS AND LASER TECHNOLOGY
  • 影响因子：
    5
  • 作者：
    Ouyang, Deqin;Chen, Yewang;Ruan, Shuangchen
  • 通讯作者：
    Ruan, Shuangchen
Pulse Profile Maintaining Characteristics of Gain-Switched Nanosecond Raman Fiber Laser and Amplifier
增益开关纳秒拉曼光纤激光器和放大器的脉冲轮廓保持特性
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    EEE PHOTONICS JOURNAL
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    吴壕谦;赵俊清;欧阳德钦;陈业旺;刘敏秋;吕启涛;阮双琛
  • 通讯作者：
    阮双琛

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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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