基于大尺寸少层MoTe2/WTe2锁模掺铥高功率光纤激光器研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11704260
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2204.超快超强光物理
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Fiber laser at 2um has important applications in medical and scientific fields. The semiconductor saturable absorber mirror (SESAM) was mostly used as the passive modulation element in 2μm pulsed laser in early time. However, commercial SESAM is costly and production process is complicated. Especially, the saturable absorption bandwidth of SESAM is narrow. Researchers began to develop new mode-locked devices to make up for the disadvantages of SESAM. Pulsed fiber lasers at 2um based on 2-D materials were reported in recent years. This trend represented that 2-D materials have important applications in realizing pulse fiber laser at 2um with high power and ultrashort pulse. MoTe2/WTe2 have similar energy level structure compared with traditional MoS2/WS2. Furthermore, MoTe2/WTe2 have smaller band gap (less than 1 eV) and higher electric conductivity compared with MoS2/WS2. These properties represent that MoTe2/WTe2 are especially suitable for mid-infrared waveband. However, there are no related researches that MoTe2/WTe2 were used as saturated absorber of Tm-doped fiber laser. In this research, we plan that MoTe2/WTe2 are used as saturated absorber of Tm-doped fiber laser to realize stable mode-locked laser with high power at 2um.
2μm光纤激光器在医疗与科研等方面具有重要的应用。前期2μm脉冲激光器多采用半导体可饱和吸收镜(SESAM)作为被动调制元件。然而,商用的SESAM具有价格昂贵、制作工艺复杂,尤其是可饱和吸收带宽窄。科研工作者们开始寻找全新的技术研发此类锁模元件,以弥补SESAM所存在的不足。近年来国内外相继报道了基于2D材料实现2μm脉冲光纤激光器。这种趋势说明了2D材料在实现高功率2μm超短脉冲激光器方面具有重要的应用。其中与传统的过渡金属硫化物MoS2/WS2相比,MoTe2/WTe2与MoS2/WS2具有相似的能级结构,并且MoTe2/WTe2具有更小的带隙(小于1 eV)以及更高的导电率,特别适合应用在中红外波段。目前尚无相关研究将MoTe2/WTe2应用在2μm波段。在本研究中,我们拟使用MoTe2/WTe2作为掺铥光纤激光器的可饱和吸收体,以在2μm波段得到稳定的高功率锁模激光输出。

结项摘要

2μm波段的高能量超快激光在科研、医疗以及军事等领域具有重要的应用。可饱和吸收体是实现超快激光输出的核心元件。近年来多种低维材料被用作可饱和吸收体应用到光纤激光器中以获得高能量超快激光输出。然而,由于受到损伤阈值以及调制深度等因素的限制,采用常规的可饱和吸收体在2μm波段实现高能量超快激光输出仍是一件非常富有挑战性的事情。为了在2μm波段实现高能量超快激光输出,本研究围绕“基于大尺寸少层MoTe2/WTe2锁模掺铥高功率光纤激光器研究”,采用磁控溅射法与化学气相沉积法研制了一类基于微纳光纤的新型可饱和吸收体,大幅提高了其损伤阈值与调制深度,并基于此类可饱和吸收体在2μm波段成功实现了高能量超快激光输。对于利用磁控溅射法制备的基于微纳光纤的MoTe2与WTe2可饱和吸收体,我们分别在2μm波段成功实现了功率与脉宽为212mW/1.3ps与39.9mW/1.25ps激光输出。此外,我们还利用磁控溅射法制备的基于微纳光纤的MoTe2可饱和吸收体在1.5μm波段成功实现了功率与脉宽分别为57mW与229fs的激光输出。对于利用化学气相沉积法制备的基于微纳光纤的MoTe2可饱和吸收体,我们在2μm波段成功实现了功率与脉宽分别为36.7mW与952fs激光输出。我们的研究结果表明MoTe2与WTe2可作为2μm波段的优异的可饱和吸收体材料,并且利用磁控溅射法与化学气相沉积法可制备出具有高损伤阈值与大调制深度的高性能可饱和吸收体,有利于高能量超快激光的产生。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Ultrafast Pulse Generation for Er- and Tm- Doped Fiber Lasers With Sb Thin Film Saturable Absorber
具有 Sb 薄膜可饱和吸收体的掺铒和掺铥光纤激光器的超快脉冲生成
  • DOI:
    10.1109/jlt.2020.2977975
  • 发表时间:
    2020-07-15
  • 期刊:
    JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Wang, Jintao;Yuan, Hao;Ruan, Shuangchen
  • 通讯作者:
    Ruan, Shuangchen
Ultrafast Thulium-Doped Fiber Laser Mode Locked by Monolayer WSe2
单层 WSe2 锁模超快掺铥光纤激光器
  • DOI:
    10.1109/jstqe.2017.2757145
  • 发表时间:
    2018-05
  • 期刊:
    IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Wang Jintao;Lu Wei;Li Jiarong;Chen Hao;Jiang Zike;Wang Jinzhang;Zhang Wenfei;Zhang Min;Li Irene Ling;Xu Zihan;Liu Wenjun;Yan Peiguang
  • 通讯作者:
    Yan Peiguang
Magnetron-sputtering deposited WTe2 for an ultrafast thulium-doped fiber laser
用于超快掺铥光纤激光器的磁控溅射沉积 WTe2
  • DOI:
    10.1364/ol.42.005010
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Optics Letters
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Wang Jintao;Jiang Zike;Chen Hao;Li Jiarong;Yin Jinde;Wang Jinzhang;He Tingchao;Yan Peiguang;Ruan Shuangchen
  • 通讯作者:
    Ruan Shuangchen
Mode-locked thulium-doped fiber laser with chemical vapor deposited molybdenum ditelluride
化学气相沉积二碲化钼锁模掺铥光纤激光器
  • DOI:
    10.1364/ol.43.001998
  • 发表时间:
    2018-05-01
  • 期刊:
    OPTICS LETTERS
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Wang, Jintao;Chen, Hao;Ruan, Shuangchen
  • 通讯作者:
    Ruan, Shuangchen
2.8 μm passively Q-switched Er:ZBLAN fiber laser with an Sb saturable absorber mirror
带有 Sb 可饱和吸收镜的 2.8 μm 被动调Q Er:ZBLAN 光纤激光器
  • DOI:
    10.1364/ao.402227
  • 发表时间:
    2020-10-10
  • 期刊:
    APPLIED OPTICS
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Wang, Jintao;Wei, Jincheng;Ruan, Shuangchen
  • 通讯作者:
    Ruan, Shuangchen

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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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