包层泵浦Er、Yb共掺高功率光纤激光输出饱和问题机理及解决方法的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61177045
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    66.0万
  • 负责人：
    沈德元
  • 依托单位：
    复旦大学
  • 学科分类：
    F0502.光子与光电子器件
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

1.5-2微米波段眼安全激光在卫星通讯、激光雷达及光电对抗领域有非常广泛的应用前景。针对包层泵浦高功率铒、镱共掺光纤激光因Yb寄生振荡而限制了1.55 微米输出的瓶颈问题，本项目拟开展寄生振荡产生机理及抑制方法的研究。根据泵浦强度高和热效应严重的特点，首先从理论和实验上系统研究Er,Yb 光纤在高功率泵浦和温度升高情况下光纤主要光谱参数（如Er 上能级寿命、能量上转换和再吸收系数及Yb 到Er 的跃迁效率等）的变化。这是揭示激光高功率运转规律，改善提高其输出性能的重要基础。另一方面，从铒、镱共掺光纤中Yb 和Er 离子基态和激发态各斯塔克能级粒子分布随温度变化不同，以及光纤弯曲对不同波长激光的损耗、模场分布和横模的空间交叠等影响也不同等原理入手，探索1 微米激光产生机理和对1.55 微米 激光输出的影响规律。以期发现有效抑制1 微米寄生振荡产生、提高1.55微米激光输出性能的实用方法。

结项摘要

Er3+离子发射的1.55微米眼安全波长激光在生物医疗、前沿科学研究、环境监测及国防等诸多领域有广泛的应用。该波段高功率光纤激光发展遇到的瓶颈是1微米寄生振荡导致1.55微米激光输出饱和。针对此问题，我们研究了量子亏损热、光纤温度、弯曲损耗、掺杂浓度及谐振腔设计等因素的影响。得出光纤温度越高，越有利于抑制1微米寄生振荡激光、提高1.5微米激光的输出功率和效率。同时，增大谐振腔输出耦合率，优化Er3+,Yb3+掺杂浓度和比例也可起到抑制Yb3+寄生振荡，提高激光器1.5微米激光输出性能的作用。利用光纤弯曲损耗随波长的变化不同，提出了利用弯曲损耗进一步抑制寄生振荡的方案，为克服1.55微米 Er,Yb共掺光纤激光输出功率饱和问题提供了可行的解决办法。实现了宽调谐、窄线宽高功率1.5-1.7微米激光输出。

项目成果

期刊论文数量（36）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（1）
专利数量（0）
Effects of Ho3+-doping concentration on the performances of resonantly pumped Ho:YAG ceramic lasers
Ho3掺杂浓度对谐振泵浦Ho:YAG陶瓷激光器性能的影响
  • DOI：
    10.1016/j.optmat.2012.06.015
  • 发表时间：
    2013-02
  • 期刊：
    Optical Materials
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Yang, Xiaofang;Zhang, Jian;Yang, Hao;Tang, Dingyuan
  • 通讯作者：
    Tang, Dingyuan
A graphene-based passively Q-switched polycrystalline Er:YAG ceramic laser operating at 1645 nm
基于石墨烯的被动调Q多晶Er:YAG陶瓷激光器，工作波长为1645 nm
  • DOI：
    10.1088/1612-2011/10/5/055801
  • 发表时间：
    2013-05
  • 期刊：
    Laser Physics Letters
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
    Huang, H. T.;Shen, D. Y.;Zhang, J.;Tang, D. Y.
  • 通讯作者：
    Tang, D. Y.
Highly controllable optical bistability effect in a 2 mu m Tm: YAG ceramic laser at room temperature
室温下2μm Tm:YAG陶瓷激光器中高度可控的光学双稳态效应
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    Optics Express
  • 影响因子：
    3.8
  • 作者：
    Shen, Deyuan;Zhu, Heyuan;Zhang, Jian;Tang, Dingyuan
  • 通讯作者：
    Tang, Dingyuan
1645nm陶瓷激光共振泵浦Tm:CaYAlO4激光器
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    激光与红外
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    肖薇;李永锟;唐海艳;沈德元
  • 通讯作者：
    沈德元
Highly efficient resonantly pumped 2000 nm Tm:YAG ceramic laser
高效谐振泵浦 2000 nm Tm:YAG 陶瓷激光器
  • DOI：
    10.1117/1.oe.53.4.040501
  • 发表时间：
    2014-04
  • 期刊：
    Optical Engineering
  • 影响因子：
    1.3
  • 作者：
    Zhang, Xiaoqi;Liu, Jun;Zhang, Jian;Tang, Dingyuan
  • 通讯作者：
    Tang, Dingyuan

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其他文献

基于腔内级联变频的0.63μm波段多波长激光器
  • DOI：
    10.3788/cjl201946.0801003
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    中国激光
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    陈海伟;黄海涛;王石强;沈德元
  • 通讯作者：
    沈德元
基于腔内选模的全固态涡旋激光器及手性控制
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    激光与光电子学进展
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    丁曼曼;刘琦瑶;赵永光;沈德元
  • 通讯作者：
    沈德元
被动锁模光纤激光器中增益支配孤子的腔致峰值功率钳位效应(英文)
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    红外与激光工程
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张书敏;唐定远;沈德元;赵鹭明
  • 通讯作者：
    赵鹭明
半导体激光泵浦的3μm掺铒固体激光研究进展
  • DOI：
    10.3788/cjl202249.0101008
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    中国激光
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王飞;丁曼曼;沈德元;王俊;唐定远
  • 通讯作者：
    唐定远
正色散光纤激光器中耗散孤子形成的瞬态过程（英文）
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    中国激光
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张书敏;唐定远;沈德元;赵鹭明
  • 通讯作者：
    赵鹭明

其他文献

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沈德元的其他基金

高功率掺铒透明陶瓷脉冲激光器基础问题研究
  • 批准号：
    U1430111
  • 批准年份：
    2014
  • 资助金额：
    98.0 万元
  • 项目类别：
    联合基金项目
共振泵浦光纤-体块混合激光器及激光晶体中反斯托克斯荧光冷却效应的研究
  • 批准号：
    61078035
  • 批准年份：
    2010
  • 资助金额：
    44.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目
高功率铒、镱共掺光纤激光器中寄生振荡产生机理及抑制方法的研究
  • 批准号：
    60978033
  • 批准年份：
    2009
  • 资助金额：
    10.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

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  • 批准号：
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相似海外基金

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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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