基于石墨烯可饱和吸收体的锁模光纤激光器

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61077032
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    48.0万
  • 负责人：
    杨昌喜
  • 依托单位：
    清华大学
  • 学科分类：
    F0502.光子与光电子器件
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

石墨烯是一种新兴的仅有单原子层的二维结构材料，具有优异的电、光、热和机械性能，在凝聚态物理、材料科学、化学、纳米科学和超快光学等领域是国际上竞相研究的热点。石墨烯作为可饱和吸收体表现出优越的激光锁模性能，与传统的半导体可饱和吸收镜和近来研究较多的单壁碳纳米管相比，它具有调制深度更大、可承受的光功率更高、无波长选择性、饱和强度低等一系列突出的优点。在目前国际上仅实现石墨烯锁模的掺铒光纤激光器的背景下，本课题提出利用石墨烯可饱和吸收效应实现全正色散掺镱锁模光纤激光器。拟利用光诱导法将石墨烯沉积到光纤端面，获得调制深度大、非饱和损耗低的石墨烯可饱和吸收体；研究石墨烯可饱和吸收体的频率响应特性和在高功率激光运转下的稳定性能；结合数值模拟深入研究基于石墨烯可饱和吸收体的全正色散光纤激光器的锁模机理；实现输出单脉冲能量不少于5 nJ，平均功率不少于50 mW，经腔外压缩后输出脉冲脉宽为亚皮秒量级。

结项摘要

石墨烯是一种新兴的仅有单原子层的二维结构材料，具有优异的电、光、热和机械性能，在凝聚态物理、材料科学、化学、纳米科学和超快光学等领域是国际上竞相研究的热点。石墨烯作为饱和吸收体表现出优越的激光锁模性能，与传统的半导体可饱和吸收镜和近来研究较多的单壁碳纳米管相比，它具有调制深度大、可承受的光功率高、无波长选择性等一系列突出的优点。本课题研究基于石墨烯饱和吸收体的锁模光纤激光器，主要工作包括：1、利用自组织还原氧化石墨烯薄膜、光诱导法、化学气相沉积法等三种方法制备出与光纤兼容的石墨烯饱和吸收体，理论和实验研究了基于石墨烯锁模的掺铒光纤孤子激光器及谐波锁模、束缚态等多脉冲现象；2、实验研究了石墨烯的宽带饱和吸收性能，实现了2 微米的铥钬共掺光纤锁模激光器，并研究了石墨烯的抗光损伤特性，表明石墨烯相比单壁碳纳米管具有更高的光损伤阈值；3、数值研究了全正色散光纤激光器的锁模机制，并实验研究了全正色散光纤激光器的脉冲凝相态、孤子雨等耗散孤子现象。研究工作加深了对石墨烯饱和吸收性能和激光器运转特性的认识和理解，发展了多种不同增益介质的锁模光纤激光器，为脉冲激光器的应用提供了有力的支持。

项目成果

期刊论文数量（17）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（5）
专利数量（1）
Soliton rains in a normal dispersion fiber laser with dual-filter
带双滤波器的正常色散光纤激光器中的孤子雨
  • DOI：
    10.1364/ol.38.001875
  • 发表时间：
    2013-06-01
  • 期刊：
    OPTICS LETTERS
  • 影响因子：
    3.6
  • 作者：
    Bao, Chengying;Xiao, Xiaosheng;Yang, Changxi
  • 通讯作者：
    Yang, Changxi
Low-repetition-rate all-fiber all-normal-dispersion Yb-doped mode-locked fiber laser
低重频全光纤全正色散掺镱锁模光纤激光器
  • DOI：
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  • 发表时间：
    2010-05
  • 期刊：
    Laser Physics Letters
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
    Kong, L. J.;Xiao, X. S.;Yang, C. X.
  • 通讯作者：
    Yang, C. X.
Observation of various bound solitons in a carbon-nanotube-based erbium fiber laser
碳纳米管铒光纤激光器中各种束缚孤子的观察
  • DOI：
    10.1364/josab.30.000158
  • 发表时间：
    2013-01-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF THE OPTICAL SOCIETY OF AMERICA B-OPTICAL PHYSICS
  • 影响因子：
    1.9
  • 作者：
    Gui, Lili;Xiao, Xiaosheng;Yang, Changxi
  • 通讯作者：
    Yang, Changxi
Self-Assembled Graphene Membrane as an Ultrafast Mode-Locker in an Erbium Fiber Laser
自组装石墨烯膜作为铒光纤激光器中的超快锁模器
  • DOI：
    10.1109/lpt.2011.2169660
  • 发表时间：
    2011-09
  • 期刊：
    IEEE Photonics Technology Letters
  • 影响因子：
    2.6
  • 作者：
    Gui, Lili;Zhang, Wei;Li, Xiao;Xiao, Xiaosheng;Zhu, Hongwei;Wang, Kunlin;Wu, Dehai;Yang, Changxi
  • 通讯作者：
    Yang, Changxi
All-normal-dispersion Yb-doped mode-locked fibre laser and its stability analysis
全正色散掺镱锁模光纤激光器及其稳定性分析
  • DOI：
    10.1088/1674-1056/19/7/074212
  • 发表时间：
    2010-07
  • 期刊：
    Chinese Physics B
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
    Kong Ling-Jie;Xiao Xiao-Sheng;Yang Chang-Xi
  • 通讯作者：
    Yang Chang-Xi

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  • 作者：
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    尹经禅

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相似国自然基金

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AI项目解读示例

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]
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          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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