双光子准分子宽带泵浦碱金属蓝光激光的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61505210
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0506.激光
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Blue laser has wide applications in fields of submarine optical communication, marine resource exploration, high-density optical storage, laser spectroscopy and laser cooling etc.. Diode pumped alkali blue laser (DPABL) has the advantages of compact volume, high gain coefficient, convenient heat management and high beam quality, therefore it has great scientific impacts and application values to develop high efficiency and scalable DPABL, and this field becomes one of the hot-spot researches worldwide. This project intends to study the two-photon excimer-pumped alkali blue laser (XPABL). By studying the mechanism of excimer interaction potential, an optimum excimer system for the two-photon XPABL will be established. After studies of excimer absorption spectrum , fluorescence spectrum and small signal gain, the characteristic parameters of XPABL dynamic model will be consummated, also the optimum laser cavity will be designed, in order to demonstrate XPABL. In comparison with fundamental states rubidium and cesium atoms, atoms excited to nP3/2,1/2 state show stronger interaction with inert gas atoms, which is believed to give blue-beam XPAL much better pump light absorption efficiency and scalability than traditional XPAL.
蓝光激光器在水下光通信、海洋资源探测、高密度光存储、激光光谱学、激光制冷等领域具有广泛的应用前景。二极管泵浦碱金属蒸汽蓝光激光器,具有体积小、增益系数高、易于流动散热、光束质量好等优点,研究高效且具有可放大性的二极管泵浦碱金属蓝光激光器具有极为重要的科学意义和应用价值,已成为当前世界范围内的研究热点。本项目提出一种双光子泵浦蓝光XPAL(准分子宽带泵浦碱金属激光器)新机制。通过对准分子相互作用势机理的研究,建立最适于双光子泵浦蓝光XPAL的准分子体系。旨在对准分子吸收光谱、荧光谱、小信号增益研究的基础上,完善蓝光XPAL动力学模型特征参数,并优化设计激光器谐振腔结构等起振条件,最终实现双光子泵浦蓝光XPAL的出光演示。由于采用惰性气体与第一电子激发态的铷或铯形成准分子,远远大于其与基态铷或铯的结合能,吸收系数更大,可提高泵浦效率,因此预期输出激光比传统XPAL的可放大性更好,应用前景广阔。

结项摘要

碱金属蓝光激光器具有光束质量好,增益系数高等优点,在水下光通信、海洋资源探测等领域具有广阔的应用前景。在项目的资助下,我们按照研究计划从对碱金属蓝光激光进行了理论和实验研究。在对准分子势能面的理论研究方面,通过高精度量化计算,获得了Rb*-He和Cs*-He准分子体系的势能曲线,理论分析得出,这两个体系适合蓝光XPAL实验研究。在对准分子吸收谱及荧光谱研究方面,实验获得Na-Ar,Na-Xe,Na-CH4,Na-C2H6准分子体系的蓝翼吸收伴峰位置,以及相对荧光强度,结合采用CCSD(T)手段和基组外推法对准分子体系结合能的高精度量化计算,筛选得出Na-C2H6准分子体系最为适合钠XPAL;利用自主搭建的时间分辨荧光光谱仪,测量得出的Na-C2H6准分子体系钠 D2线荧光寿命明显长于自然寿命,分析得出该现象是由辐射捕获效应及准分子A2Π3/2态慢解离所造成的;实验研究Na-C2H6激光体系可放大性,提出一种ASE信号受激辐射系数的概念,验证了该体系具有提高出光能量的潜力。在对双光子泵浦碱金属蓝光的实验研究方面,发现了铷蒸汽中778 nm → 420 nm频率上转换的响应速度特性和疲劳恢复等实验现象,并分析归属机理;研究了实验条件对FWM转化效率的影响,实现了接近2%的铷蓝光转化效率;实现了铯767.2nm → 387.7nm + 455.6nm的双色同时输出的频率上转换,成功使用2.4 μm中红外激光束调制387 nm和455 nm激光;获得了铯蒸气中82D5/2共振的多波长上转换激光,并且研究了泵浦功率密度对72D5/2、82D5/2共振多线频率上转换激光特性的影响。这些研究对于碱金属蓝光激光向实用化的发展具有一定的推动作用。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(6)
Influence of pumping power density on output intensities and stabilities of competitive multi-line frequency up-conversions in cesium vapor
泵浦功率密度对铯蒸气竞争性多线上变频输出强度和稳定性的影响
  • DOI:
    10.1016/j.optlastec.2017.03.044
  • 发表时间:
    2017-10
  • 期刊:
    Optics and Laser Technology
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Baodong Gai;Shu Hu;Xueyang Li;Hong Yuan;Xianglong Cai;Jinbo Liu;Jingwei Guo;Yuqi Jin;Fengting Sang
  • 通讯作者:
    Fengting Sang
The response speed and fatigue characteristics of a pulsed 778 nm -> 420 nm conversion in rubidium vapor
铷蒸气中脉冲 778 nm – 420 nm 转换的响应速度和疲劳特性
  • DOI:
    10.1016/j.optcom.2016.04.062
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Optics Communications
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Gai Baodong;Hu Shu;Liu Jinbo;Cao Rui;Guo Jingwei;Jin Yuqi;Sang Fengting
  • 通讯作者:
    Sang Fengting
钠乙烷准分子产生钠D2线荧光寿命的实验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中国激光
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胡墅;盖宝栋;夏栩笙;郭敬为;王鹏远;李慧;刘金波;何山;蔡向龙;陈莹
  • 通讯作者:
    陈莹
Energy-Transfer Kinetics Driven by Midinfrared Amplified Spontaneous Emission after Two-Photon Excitation from Xe (s0) to the Xe (6p[1/2]0) State
从 Xe (s0) 到 Xe (6p[1/2]0) 态的双光子激发后中红外放大自发发射驱动的能量转移动力学
  • DOI:
    10.1021/acs.jpca.7b01905
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    J. Phys. Chem. A
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    何山;官亚夫;刘栋;夏栩笙;盖宝栋;胡墅;郭敬为;桑凤亭;金玉奇
  • 通讯作者:
    金玉奇
Experimental and Theoretical Evaluation of the Absorption Coefficients of Excimer Pairs of Sodium with Noble Gases and Alkanes
钠与稀有气体和烷烃的准分子对吸收系数的实验和理论评估
  • DOI:
    10.3866/pku.whxb201601151
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Acta Physico-Chimica Sinica
  • 影响因子:
    10.9
  • 作者:
    HU Shu;GAI Bao-Dong;CAO Zhan-Li;GUO Jing-Wei;WANG Fan
  • 通讯作者:
    WANG Fan

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其他文献

钠与惰性气体及烷烃准分子对吸收系数的实验与理论评价(英文)
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Acta Physico - Chimica Sinica
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胡墅;盖宝栋;曹战利;郭敬为;王繁
  • 通讯作者:
    王繁

其他文献

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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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