液晶填充可调谐分布反馈固体染料激光器理论与实验研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61008023
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    22.0万
  • 负责人：
    樊荣伟
  • 依托单位：
    哈尔滨工业大学
  • 学科分类：
    F0506.激光
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

分布反馈（Distributed Feedback,DFB）固体染料激光器具有输出线宽窄、结构紧凑可集成以及使用方便等优点，是片上实验实系统（Lab on a Chip，LOC）的关键器件，在生化分子检测方面具有重要的应用前景。但DFB固体染料激光的调谐问题一直没有较好解决，特别是采用折射率周期调制工作的DFB固体染料激光器。本项目提出采用液晶填充聚合物基质折射率周期调制的DFB固体染料激光器，由于液晶在电场作用下折射率会发生变化，从而改变DFB谐振腔共振波长，实现激光输出波长改变。本项目将从理论和实验两方面对液晶填充折射率调制工作方式DFB固体染料激光器进行研究，首先解决DFB固体染料激光器的调谐问题，此外还将对DFB固体染料输出激光的横模、纵模特别是光稳定性（使用寿命）等进行研究，以期获得高光束质量、窄线宽、长使用寿命的可调谐DFB固体染料激光输出。

结项摘要

分布反馈（Distributed Feedback,DFB）固体染料激光器具有输出线宽窄、调谐范围宽、结构紧凑可集成以及使用方便等优点，是片上实验实系统（Lab on a Chip，LOC）的关键器件，在生化分子传感方面具有重要的应用前景。针对该背景，本项目开展液晶填充分布反馈染料激光器相关研究，利用分布反馈实现窄线宽激光输出，采用染料作为增益介质可以实现可见光波段宽调谐范围，采用液晶作为填充介质可以利用液晶分子的电光效应，使得外加电场调谐成为可能。本项目具体从理论和实验两方面开展研究。理论方面：首先利用耦合波理论推导了周期性分布介质中的耦合波方程，基于该方程得到DFB染料激光器的振荡条件和振荡频率、模式谱以及透射和反射功率增益，研究发现DFB激光器的反馈由介质内部周期性微扰提供，具有低阈值、窄现宽以及严格的波长选择等特性。在DFB染料理论基础上，采用FDTD方法，建立了DFB染料激光产生及传播数据计算模型，并编制了相应的程序，在此基础上，结合激光染料增益特性，设计了DFB染料激光器：通过选择PM系列和DCM等激光染料，采用液晶填充的方法，实现可调谐窄线宽染料激光输出，线宽<1nm，通过选择不同周期参数和掺杂染料，调谐范围可覆盖550-700nm。实验方面：研制了基于波导结构的液晶填充分布反馈染料激光介质；采用脉冲532nm激光泵浦，实现了窄线宽激光输出，输出激光线宽最窄小于0.1nm；实验验证了通过改变DFB周期参数可实现可调谐输出，通过外加电场改变折射率，观察到液晶填充DFB染料激光输出谱线变化，验证了电场调谐的可行性；此外还研究了获得了DFB液晶染料激光输出与泵浦能量关系，确定激光阈值最低达25.6μJ。本项目研究结果为开发宽调谐范围、体积小可集成的激光器激光器奠定基础，该激光器可与波导、探测器等元器件集成，形成片上实验系统，在生化分子传感、医疗诊断等领域具有重要的应用前景。.

项目成果

期刊论文数量（8）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Highly efficient and photostable solid-state dye lasers doped with PM567 with the addition of Tinuvin770
掺杂 PM567 并添加 Tinuvin770 的高效且光稳定的固态染料激光器
  • DOI：
    10.1134/s1054660x11110065
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    Laser Physics
  • 影响因子：
    1.2
  • 作者：
    Fan; R. W.;Jiang; Y. G.;Xia; Y. Q.;Chen; D. Y.
  • 通讯作者：
    D. Y.
Solid-state dye lasers based on polymethyl methacrylate modified with methanol
基于甲醇改性聚甲基丙烯酸甲酯的固态染料激光器
  • DOI：
    10.1134/s1054660x11030054
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    Laser Physics
  • 影响因子：
    1.2
  • 作者：
    Jiang; Y. G.;Fan; R. W.;Xia; Y. Q.;Chen; D. Y.
  • 通讯作者：
    D. Y.
Tunable solid-state laser based on modified polymethyl methacrylate with methanol doped with Pyrromethene 580
基于吡咯亚甲基580掺杂甲醇改性聚甲基丙烯酸甲酯的可调谐固体激光器
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    Applied Optics
  • 影响因子：
    1.9
  • 作者：
    Jiang Yugang;Fan Rongwei;Xia Yuanqin;Chen Deying
  • 通讯作者：
    Chen Deying
Tunable ultraviolet solid-state dye laser based on MPMMA doped with pyrromethene 597
基于亚甲基吡咯597掺杂MPMMA的可调谐紫外固态染料激光器
  • DOI：
    10.1002/lapl.201010093
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    Laser Physics Letters
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
    Jiang; Y. G.;Fan; R. W.;Xia; Y. Q.;Chen; D. Y.
  • 通讯作者：
    D. Y.
Highly efficient and photostable solid-state dye lasers based on modified copolymers doped with PM567
基于掺杂 PM567 的改性共聚物的高效且光稳定的固态染料激光器
  • DOI：
    10.1016/j.optcom.2010.12.001
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    Optics Communications
  • 影响因子：
    2.4
  • 作者：
    Jiang; Yugang;Fan; Rongwei;Xia; Yuanqin;Chen; Deying
  • 通讯作者：
    Deying

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其他文献

飞秒激光加工SiC的烧蚀阈值及材料去除机理
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2010
  • 期刊：
    机械工程学报
  • 影响因子：
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  • 作者：
    赵清亮;姜涛;董志伟;樊荣伟;于欣;罗健
  • 通讯作者：
    罗健
Laser-induced quadrupole–quadrupole collisional energy transfer in Xe–Kr
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    10.1088/1674-1056/20/6/063202
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    2011-06-15
  • 期刊：
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  • 影响因子：
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  • 通讯作者：
    夏元钦
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  • 发表时间：
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  • 通讯作者：
    陈德应
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飞秒 CARS 测量火焰温度
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    2024-09-14
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    夏元钦;赵阳;张天天;贺平;樊荣伟;董志伟;陈德应;张中华
  • 通讯作者：
    张中华
飞秒激光在宽带隙陶瓷表面的烧蚀特性
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    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Infrared and Laser Engineering
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  • 作者：
    姜涛;赵清亮;樊荣伟;董志伟;于欣;李卫波
  • 通讯作者：
    李卫波

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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

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          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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