基于1μm/1.5μm双波段脉冲光纤激光器的超宽带超连续谱光源研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61308049
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0506.激光
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

The ultra-wideband and flat spectrum is the key object for the research of supercontinuum (SC) generation. Traditionally, the supercontinuum is mainly generated from a single-material fiber pumped by a single-band fiber laser from the 1 μm or the 1.5 μm fiber lasers. This technique greatly restricts the synchronous spectrum extension of the output supercontinuum on the short wavelength of visible light and the long wavelength of mid-infrared (MIR) band, as well as the adjustment of the spectral flatness. In this project, a novel 1 μm/1.5 μm dual-band pulsed fiber laser is first proposed based on the Er/Yb co-doped fiber amplifier, and then adopted to pump a cascaded-fiber composed of a silicon PCF and a fluoride fiber. The dual-band outputs from the fiber laser correspond to the optimal pump-wavelength regions of the two fibers with different materials. Consequently, the output SC from the cascaded-fiber could be expanded to both the visible wavelengths and the MIR wavelengths. The output powers and wavelengths of the MOPA-structured dual-band fiber laser could be varied through the two seed lasers, accordingly, flat spectrum also could be obtained. Therefore, we propose an in-depth study of the characteristics and mechanisms of the dual-band pulsed fiber laser and the supercontinuum generated from the cascaded-fiber, which enables an all-fiber ultra-wideband and flat supercontinuum source. This study will provide an effective solution for the extensive demand of ultra-wideband light sources from a wide range of applications, including air pollution detection ,biomedical research, military fields, to name a few.
超宽带高平坦光谱是超连续谱研究的核心目标。目前产生超连续谱的主流技术是采用1μm或1.5μm某一波段的高功率光纤激光器泵浦某一材质的光纤,然而单一波段激光泵浦单一材质光纤的技术导致超连续谱难以在可见光和中红外波段同时扩展,限制了超宽带光谱的实现,且光谱平坦度也难以控制。 针对这些局限,本项目首次提出利用Er/Yb共掺光纤放大器构建1μm/1.5μm双波段脉冲光纤激光器,进而泵浦石英光子晶体光纤和氟化物光纤组成的级联光纤来产生超连续谱。两个激光波段分别对应两种材质光纤的最佳泵浦区,有利于产生从可见光到中红外波段的超宽带光谱;两波段的输出功率和波长可通过种子源进行调整,有利于获得高平坦光谱。 基于此,项目将研究双波段脉冲光纤激光器及其泵浦级联光纤产生超连续谱的特征和机理,进而研制高功率超宽带高平坦超连续谱光源。本研究将为大气污染检测、生物医疗以及军事等领域对超宽带光源的需求提供有效的解决思路。

结项摘要

本项目研究了1 μm和1.5 μm双波段脉冲光纤激光器种子源,1 μm和1.5 μm双波段高功率脉冲光纤激光器,进而进行多波段脉冲激光泵浦的超宽带超连续谱研究。. 1. 双波段脉冲种子源方面:研究实现了1 μm 波长可调谐、脉宽可调谐耗散孤子锁模光纤激光器以及双波长可调谐耗散孤子光纤激光器;研究实现了1.5 μm高能量矩形脉冲耗散孤子锁模光纤激光器和1.5 μm波长可调谐、脉宽可调谐锁模光纤激光器;首次研究实现了基于单一增益光纤的1 μm /1.5 μm 双波段方波脉冲锁模光纤激光器,以及1 μm /1.5 μm 双波段同步调Q和锁模脉冲光纤激光器。. 2. 高功率双波段脉冲光纤激光器方面:研究实现了1 μm高功率百瓦级全光纤化波长可调谐皮秒脉冲光纤激光器和平均功率达到42W的1.5 μm全光纤化单模纳秒脉冲光纤激光器,进而实现了基于单一增益介质的1 μm /1.5 μm 高功率双波段脉冲光纤激光器。. 3. 在超宽带超连续谱产生方面,研究实现了ZBLAN光纤和常规石英光纤的高效率熔接耦合;在多波段脉冲激光器泵浦下实现了全光纤化超宽带超连续谱光源,可见光-近红外波段光谱范围覆盖450 nm-2.2 μm,近红外-中红外波段光谱覆盖1.9-4.1 μm。. 这些研究工作共发表SCI学术论文12篇,申请发明专利4项,获得2项发明专利授权和4项实用新型专利授权。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Optimized flat supercontinuum generation in high nonlinear fibers pumped by a nanosecond Er/Yb Co-doped fiber amplifier
由纳秒 Er/Yb 共掺光纤放大器泵浦的高非线性光纤中优化的平坦超连续谱生成
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Laser Physics
  • 影响因子:
    1.2
  • 作者:
    S C Ruan;P G Yan;H F Wei;J Luo
  • 通讯作者:
    J Luo
High-Energy Rectangular Pulse Dissipative Soliton Generation in a Long-Cavity Sigma-Shaped Configuration Mode-Locked Fiber Laser
长腔西格玛形配置锁模光纤激光器中产生高能矩形脉冲耗散孤子
  • DOI:
    10.1088/0256-307x/31/2/024208
  • 发表时间:
    2014-02
  • 期刊:
    Chinese Physics Letters
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Ruan Shuang-Chen;Ouyang De-Qin;Lin Huai-Qin;Wu Yi-Ming
  • 通讯作者:
    Wu Yi-Ming
Wavelength-Tunable Rectangular Pulse Dissipative Soliton Operation of an Erbium-Doped Mode-Locked Fiber Laser
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  • DOI:
    10.1088/0256-307x/31/4/044205
  • 发表时间:
    2014-03
  • 期刊:
    Chinese Physics Letters
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Hu Xue-Juan;Guo Chun-Yu;Ruan Shuang-Chen
  • 通讯作者:
    Ruan Shuang-Chen
Dissipative soliton resonance in an all-normal-dispersion Yb-doped figure-eight fibre laser with tunable output
具有可调谐输出的全法向色散掺镱八字形光纤激光器中的耗散孤子谐振
  • DOI:
    10.1088/1612-2011/11/8/085102
  • 发表时间:
    2014-08-01
  • 期刊:
    LASER PHYSICS LETTERS
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Lin, Huaiqin;Guo, Chunyu;Yang, Jinhui
  • 通讯作者:
    Yang, Jinhui
Tunable and Switchable Dual-Wavelength Dissipative Soliton Operation of a Weak-Birefringence All-Normal-Dispersion Yb-Doped Fiber Laser
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2013-10-01
  • 期刊:
    IEEE PHOTONICS JOURNAL
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Lin, Huaiqin;Guo, Chunyu;Wen, Liang
  • 通讯作者:
    Wen, Liang

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其他文献

空化流中具有升沉运动状态的螺旋桨数值模拟
  • DOI:
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    苏玉民
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  • 发表时间:
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    --
  • 发表时间:
    2014
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  • 通讯作者:
    史大卓
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    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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    蒋跃绒;郭春雨;薛梅;史大卓;殷惠军
  • 通讯作者:
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭春雨;黄超;邓锐;王成尧
  • 通讯作者:
    王成尧

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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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