介质光栅波导结构中的非布拉格共振机理及其衍射特性研究

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基本信息

项目摘要

光栅波导结构是指含有亚波长光栅层和等效波导层的薄膜结构，等效波导层可以由光栅层或单层、多层薄膜构成。利用介质光栅波导结构中存在的导模共振效应来实现超窄带滤光、宽带高反功能的发展瓶颈是其角响应度太小。本项目从介质光栅波导结构所支持的导模的色散特性出发，讨论非布拉格共振产生的机理及其对衍射性质的影响。本项目的关键问题是研究介质光栅波导结构中非布拉格共振产生的机理，给出调整非布拉格共振带隙的方法；利用Fano共振模型来研究介质光栅波导结构中的导模共振效应。非布拉格带隙可以用于提高导模共振的角响应度、调整介质光栅波导结构的带隙结构。Fano共振模型可以给出调整共振峰值谱分布的非对称性、实现窄带高透滤波的方法。该项目的成功实施将为介质光栅波导结构在取代多层介质膜制作窄带滤光片、宽带反射镜等光无源器件方面起到极大的推动作用；为光栅波导结构在LED、太阳能电池等方面的应用提供一定的理论指导。

结项摘要

光栅波导结构是指含有亚波长光栅层和等效波导层的薄膜结构，等效波导层可以由光栅层或单层、多层薄膜构成。随着微纳加工工艺的日趋成熟，亚波长光栅波导结构已成为衍射光学器件、微纳光学系统、有源无源光电器件中的常用结构。国家自然科学基金“介质光栅波导结构中的非布拉格共振机理及其衍射特性研究（项目批准号11104318）”2012年1月开始实施，2014年12月顺利完成。本项目从应用基础研究角度出发，分析了光栅波导结构所支持的泄漏模的色散特性；讨论了光栅波导结构中非布拉格共振产生的机理、光栅波导结构参数对泄漏模衍射性质的影响；开发了低成本制作光栅波导结构窄带滤光片的工艺；分析了光栅波导结构在增强入射耦合与出射耦合中的应用。主要的研究成果有：.1. 发展了求解光栅波导结构（当亚波长光栅层和等效波导层相重合时）所支持的泄漏模的色散特性的平面波展开方法。此算法收敛性好，求解快速高效。.2. 解释了光栅波导结构中出现非布拉格共振带隙的机理。.3. 利用Fano共振模型，解释了光栅波导结构中结构参数对泄漏模衍射性质的影响，给出了快速设计谱对称的亚波长光栅波导结构窄带滤光片的方法。.4. 开发了基于stepper投影光刻机的低成本制作光栅波导结构窄带滤光片的工艺。.5. 将亚波长光栅波导结构的光耦合理论应用于发光二极管，探索了动量匹配、泄漏模的群对称性等因素对光出射效率的影响。

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）
Guided-mode resonance excitation on multimode planar periodic waveguide
多模平面周期波导的导模谐振激励
  • DOI：
    10.1063/1.3483958
  • 发表时间：
    2010-09
  • 期刊：
    Journal of Applied Physics
  • 影响因子：
    3.2
  • 作者：
    Sun, Tianyu;Wu, Dongmin
  • 通讯作者：
    Wu, Dongmin
Dispersion relation of guided-mode resonances in multimode grating waveguide structures
多模光栅波导结构中导模谐振的色散关系
  • DOI：
    10.1080/09500340.2010.495458
  • 发表时间：
    2010-06
  • 期刊：
    Journal of Modern Optics
  • 影响因子：
    1.3
  • 作者：
    Sun, Tianyu;Wu, Dongmin;Shao, Ji;a;Fan, Zhengxiu
  • 通讯作者：
    Fan, Zhengxiu
Polarization-Independent Guided-Mode Resonance Filters under Oblique Incidence
斜入射下与偏振无关的导模谐振滤波器
  • DOI：
    10.1088/0256-307x/27/7/074211
  • 发表时间：
    2010-07-01
  • 期刊：
    CHINESE PHYSICS LETTERS
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    Hu Xu-Hui;Gong Ke;Wu Dong-Min
  • 通讯作者：
    Wu Dong-Min
大粘度复合纳米材料面投影微立体光刻系统的分辨率研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    应用光学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    周庚侠;班书宝;孙天玉;顾济华;吴东岷;ZHOU Geng-xia1,2,BAN Shu-bao1,2,SUN Tian-yu2,GU Ji-hua1,WU Do;2.Suzhou Institute of Nano-tech;Nano-bionics,CAS,Suzhou 2
  • 通讯作者：
    Nano-bionics,CAS,Suzhou 2

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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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