高分辨低抖动光信号相位噪声测量方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61875226
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0506.激光
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Timing jitter is one of the most important properties of the optical frequency comb, photonic analog-to-digital conversion, ultra-short optical pulse generation, microwave photonic system and so on. Accurate measurement of the optical signal’s timing jitter plays a key role on the stability optimization of optical frequency comb system and improving quantization precision of photonic analog-to-digital conversion, attosecond pulse generation, high frequency ultra-low-noise microwave signals generation and processing etc. The accuracy of traditional timing jitter measurement method, composed of photoelectric detector, filter and microwave signal analyzer, is limited to about 10fs due to access noise in photoelectric conversion process, resolution of microwave mixer, phase noise of synthesizers and PLLs. New measurement methods (for example: balanced optical cross-correlation) with attosecond accuracy have been restricted to widely application because of requirement of double devices under test, which could result in huge volume, high cost and complicated operating. We show an attosecond resolution timing jitter measurement method adopting the external-cavity optical delay precise locking technique and dual-wavelength-interference balanced cross-correlation detection method without another similar device under test. We will focus on wide-tunable-range high-precision external-cavity locking technique, dual-wavelength-interference balanced cross-correlation detection method and high precision timing jitter testing algorithm. Finally, we plan to built one integrated measurement system.
时间抖动是光频梳、光子模数转换、超短光脉冲产生、微波光子系统等领域核心参数,精确测量光信号时间抖动是优化光频梳系统稳定度、提高光子模数转换垂直精度、产生阿秒脉冲、生成处理高频超低噪声微波信号等方向的关键技术。由光电探测器、滤波器和微波信号分析仪组成的传统时间抖动方法,由于受到光电转化附加噪声、混频器分辨率、频率综合器与锁相环电路相位噪声的限制,其测量精度限制在10fs左右;而阿秒量级测量精度的光互相关均衡探测等测量方法,由于需要双套被测系统,导致系统庞大、成本昂贵、操作复杂,应用受到极大限制。本项目拟采用外腔光延迟精确锁定与双波长光谱相干互相关均衡探测技术,摆脱了双套被测系统的限制,可使相位噪声测量精度达到阿秒量级,为实用化的高精度时间抖动测量提供新方法。着重解决大延迟高精度外腔锁定、双波长光谱相干互相关均衡探测技术和开发高精度时间抖动测量算法,并搭建小型化测量系统。

结项摘要

本项目针对传统测量精度不够,新的测量方法系统庞大、操作复杂和应用受限等不足,采用了外腔光延迟精确锁定与双波长光谱相干互相关均衡探测方案,先后经过了数据仿真、测试平台搭建、数据测试和环境适应性测试四个阶段,实现了超低噪声抖动测试从理论仿真到实验样机的搭建,先后搭建了50MHz,1.06GHz,2.6GHz光纤激光器作为被测试源,研制了200MHz光频梳系统一台套,500MHz光频梳系统两台套,在此基础上我们搭建了阿秒级抖动测试实验平台,完成了既定任务。在此项目的牵引下获得重大测试仪器项目一项(500万),获得了横向课题两项(小计120万),发表SCI文章6篇,中文EI文章1篇,培养5名研究生和1名博士生,参加国际国内会议3次。

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)
Compact low-noise passively mode-locked Er-doped femtosecond all-fiber laser with 2.68 GHz fundaments repetition rate
紧凑型低噪声被动锁模掺铒飞秒全光纤激光器,基本重复频率为 2.68 GHz
  • DOI:
    10.1364/ao.58.001733
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Applied Optics
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Song Jiazheng;Wang Hushan;Huang Xinning;Hu Xiaohong;Zhang Ting;Wang Yishan;Liu Yuanshan;Zhang Jianguo
  • 通讯作者:
    Zhang Jianguo
Nonlinear Absorption Response of Zirconium Carbide Films
碳化锆薄膜的非线性吸收响应
  • DOI:
    10.1021/acsami.2c18652
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    ACS Applied Materials & Interfaces
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Jiang Wang;Guangying Li;Sicong Liu;Junshuai Chai;Yonggang Wang;Guanghua Cheng;Guodong Zhang;Yuanshan Liu;Xuelong Li
  • 通讯作者:
    Xuelong Li
All-polarization-maintaining fiber optical frequency comb for the dispersion measurement of a microcavity
用于微腔色散测量的全保偏光纤频率梳
  • DOI:
    10.3389/fphy.2022.1036218
  • 发表时间:
    2022-10
  • 期刊:
    Frontiers In Physics
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Zhang Yanyan;Zhang Pan;Li Mingkun;Song Jiazheng;Chen Faxi;Li Libo;Li Xuelong;Liu Yuanshan
  • 通讯作者:
    Liu Yuanshan
基于自参考源的高精度时间抖动测量
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    光学精密工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐鹏;刘元山;张建国
  • 通讯作者:
    张建国
Experimental Studies on the Noise Properties of the Harmonics From a Passively Mode-Locked Er-Doped Fiber Laser
被动锁模掺铒光纤激光器谐波噪声特性的实验研究
  • DOI:
    10.1109/jphot.2019.2937324
  • 发表时间:
    2019-08
  • 期刊:
    IEEE Photonics Journal
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Jiazheng Song;Xiaohong Hu;Hushan Wang;Tao Duan;Yishan Wang;Yuanshan Liu;Jianguo Zhang
  • 通讯作者:
    Jianguo Zhang

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其他文献

正色散光学微腔中光场演化过程研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    光学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐昕;胡晓鸿;冯野;刘元山;王屹山;魏儒义
  • 通讯作者:
    魏儒义
全保偏双飞秒光纤光频梳系统的频率联动特性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    光子学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐昕;冯野;刘元山;吴冠豪;王屹山;魏儒义;赵卫
  • 通讯作者:
    赵卫
一种用于光线性采样的载波相位估计算法(英文)
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    光子学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李飞涛;赵卫;刘元山
  • 通讯作者:
    刘元山

其他文献

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相似国自然基金

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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

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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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