连续运转的太赫兹参量振荡器的实验与理论研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61605103
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    20.0万
  • 负责人：
    王伟涛
  • 依托单位：
    山东省科学院
  • 学科分类：
    F0506.激光
  • 结题年份：
    2019
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Teraherz parametric oscillator (TPO) based on stimulated polariton scattering (SPS) could efficiently generate the pulsed, continuous-wave(CW), and quasi-CW terahertz radiation. It has many advantages like operation at room temperature, compactness, good temporal and spatial coherence, continuous tunability. To improve the conversion efficiency and the THz-wave output power of the terahertz parametric source with CW operation, two experimental configurations are researched in this project. One is to place the TPO of the Mg:LiNbO3 crystal within the diode-pumped Nd:YVO4 laser resonator, called the intracavity configuration. The other is the self-TPO configuration based on Nd:MgO:LiNbO3 crystal which combines a gain medium doped Nd3+ and the nonlinear optical frequency conversion of the MgO:LiNbO3 crystal. The self-TPO configuration further shortens the cavity length to improve its conversion efficiency. Besides, the thermal effect of the nonlinear crystal that limits the THz-wave output power would be studied to optimize the parameters of the resonator cavities of the pump and the Stokes lasers. Together with other CW THz-wave sources, the CW-TPO with high conversion efficiency and output power better supports the THz-wave technology and application development. In theory, combining the laser rate equations and the coupled wave equations of the optical nonlinear process, we would build the rate equations describing the CW-TPO with intracavity configuration. The theory would conduct well the design of the CW-TPO.
基于受激电磁耦子散射过程的太赫兹参量振荡器能够有效地产生脉冲、准连续以及连续运转的太赫兹辐射源，具有室温工作、可连续调谐、小型化、时间和空间相干性好等优点。本项目拟将基于MgO:LiNbO3晶体的太赫兹参量振荡器，置于LD泵浦的连续运转激光谐振腔内，获得内腔泵浦的太赫兹参量振荡器结构；基于Nd:MgO:LiNbO3晶体获得自太赫兹参量振荡器，实现小型化，通过实验研究非线性晶体材料的热效应，对泵浦激光和STOKES激光谐振腔参数进行最优化设计，最终获得高转换效率、高输出功率、连续运转的太赫兹辐射源，与其他类型连续运转的太赫兹辐射源形成优势互补。在理论上，结合描述激光运转的速率方程和太赫兹参量过程的耦合波方程，建立包含泵浦激光、STOKES激光和太赫兹波空间分布的速率方程组来描述内腔泵浦的连续太赫兹参量振荡器的运转过程，为该类太赫兹源的设计提供规律性依据。

结项摘要

基于受激电磁耦子散射过程的太赫兹参量振荡器能够有效地产生脉冲、准连续以及连续运转的太赫兹辐射源，具有室温工作、可连续调谐、小型化、时间和空间相干性好等优点。本项目基于MgO:LiNbO3晶体的太赫兹参量振荡器，置于LD泵浦的连续运转激光谐振腔内，获得内腔泵浦的太赫兹参量振荡器结构；通过对泵浦激光和STOKES激光谐振腔参数进行最优化设计，最终获得高转换效率、高输出功率、准连续或者连续运转的太赫兹辐射源。端面泵浦的准连续太赫兹参量振荡源的输出功率约为8.2 μW，光光转化效率为1.17×10-6，调谐范围为1.31 THz到2.70 THz；侧面泵浦的准连续太赫兹参量振荡源的输出功率约为123 μW，光光转化效率为1.255×10-6，调谐范围为1.3 THz至2.8 THz；侧面泵浦的连续太赫兹参量振荡源的输出功率约为51 μW，光光转化效率为0.52×10-6，与其他类型连续运转的太赫兹辐射源形成优势互补。在理论上，结合描述激光运转的速率方程和太赫兹参量过程的耦合波方程，建立包含泵浦激光、STOKES激光和太赫兹波空间分布的速率方程组来描述内腔泵浦的连续太赫兹参量振荡器的运转过程，为该类太赫兹源的设计提供规律性依据。

项目成果

期刊论文数量（6）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
大能量磷酸钛氧钾太赫兹参量源
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    中国激光
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    贾晨阳;张行愚;丛振华;秦增光;刘兆军;陈晓寒;臧婕;李圆;高飞龙;焦月;王伟涛;张少军
  • 通讯作者：
    张少军
High Average Power Diode-Side-Pumped Intracavity Terahertz Parametric Source Based on Stimulated Polariton Scattering in RbTiOPO4 Crystal
基于RbTiOPO4晶体受激极化子散射的高平均功率二极管侧泵浦内腔太赫兹参量源
  • DOI：
    10.1109/jphot.2020.2981527
  • 发表时间：
    2020-03
  • 期刊：
    IEEE Photonics Journal
  • 影响因子：
    2.4
  • 作者：
    Feilong Gao;Xingyu Zhang;Zhenhua Cong;Zhaojun Liu;Xiaohan Chen;Zengguang Qin;Peng Wang;Jinjin Xu;Weitao Wang;Shaojun Zhang
  • 通讯作者：
    Shaojun Zhang
Theoretical and experimental study on a large energy potassium titanyl phosphate terahertz parametric source
大能量磷酸钛氧钾太赫兹参量源的理论与实验研究
  • DOI：
    10.1016/j.optlastec.2019.105817
  • 发表时间：
    2020-01-01
  • 期刊：
    OPTICS AND LASER TECHNOLOGY
  • 影响因子：
    5
  • 作者：
    Jia, Chenyang;Zhang, Xingyu;Zhang, Shaojun
  • 通讯作者：
    Zhang, Shaojun
Study of a single longitudinal fiber ring laser with a pi phase-shifted fiber Bragg grating
π相移光纤布拉格光栅单纵向光纤环激光器的研究
  • DOI：
    10.1016/j.optcom.2017.03.044
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Optics Communications
  • 影响因子：
    2.4
  • 作者：
    Wang Weitao;Song Zhigiang;Qi Haifeng;Zhang Xiaolei;Ni Jiasheng;Guo Jian;Wang Chang;Peng Gangding
  • 通讯作者：
    Peng Gangding
Seed-injected, actively Q-switched fiber ring laser using an AOM of zero-order transmission
使用零级传输声光调制器的种子注入、主动调Q光纤环形激光器
  • DOI：
    10.1016/j.optcom.2020.125747
  • 发表时间：
    2020-07
  • 期刊：
    Optics Communications
  • 影响因子：
    2.4
  • 作者：
    Weitao Wang;Haifeng Qi;Zhiqiang Song;Jian Guo;Jiasheng Ni;Chang Wang;Gangding Peng
  • 通讯作者：
    Gangding Peng

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其他文献

免疫性血小板减少症的中医病因病机浅析
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    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王伟涛;吴深涛;刘宝山
  • 通讯作者：
    刘宝山
南海北部滨海断裂带的深部结构探测现状和展望
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    中山大学学报（自然科学版）
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李志刚;张培震;惠格格;胡立天;李冠华;张逸鹏;梁浩;李琳琳;王伟涛;闫永刚;代向明
  • 通讯作者：
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    2020
  • 期刊：
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    --
  • 作者：
    刘康;王伟涛;赵旭东;庞建章;俞晶星
  • 通讯作者：
    俞晶星
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张宁;郑文俊;刘兴旺;王伟涛;李新男;何文贵;雷启云;邵延秀
  • 通讯作者：
    邵延秀
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    光子学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    宋志强;王伟涛;祁海峰
  • 通讯作者：
    祁海峰

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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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