半导体量子点掺杂光涡旋光纤放大器关键制备技术研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61675125
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0509.光学和光电子材料
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Based on the demand of the new generation optical-vortex-multiplexing fiber communication system for all-fiber relay amplification technology, this project proposes investigating the key fabrication technologies of semiconductor-quantum-dots-doped optical vortex fiber amplifier, by using quantum dots, such as PbS and PbSe etc., as the dopant material of the annular core active fiber. This proposal has two advantages: first, through blue shift of the radiation spectrum caused by the quantum size effect, it can realize ultra-broadband optical amplification that covers conventional communication band (1550nm or 1310nm band); second, annular active core can support multiple orders of optical vortex modes transmission and realize equilibrium amplification of every mode at the same time. The main research contents include: building the model of optical fiber amplifier with annular core active fiber doped with quantum dots; fiber design with the requirement of equilibrium amplifying multi-order optical vortex modes; fabrication study of annular core quantum dots doped active fiber, with the emphasis on the quantum dots doped preform preparation by atom layer deposition (ALD) method, as well as the drawing method of optical vortex active fiber; finally, constructing multi-order optical vortex modes broadband optical amplifier system. The research results are expecting to be applied in ultra-broadband optical vortex modes multiple dimensional multiplexing in the future.
基于新一代光涡旋多维复用光纤通信系统对全光纤中继放大技术的需求,本项目提出以硫化铅(PbS)、硒化铅(PbSe)等量子点掺杂材料作为有源环状芯,进行半导体量子点掺杂的光涡旋光纤放大器关键制备技术研究。它有两方面的优势:第一,基于量子尺寸效应,辐射光谱产生蓝移,可实现覆盖常规通信波段(1550nm或1310nm波段)的超宽带光放大。第二,环状有源芯可支持多阶光涡旋模式复用传输,同时实现各阶光涡旋模式的均匀光放大。主要研究内容包括:理论上建立具有环状量子点掺杂有源芯的光纤放大器理论模型,研究多阶光涡旋模式均匀光放大的光纤设计问题;技术上,研究环状芯量子点掺杂有源光纤的制备技术,着重解决基于原子层沉积的半导体量子点掺杂预制棒以及光涡旋有源光纤拉制等技术问题;最终,构建出多阶光涡旋模式宽带光放大器系统,预期研究成果有望应用于未来开发超宽带光涡旋模式多维复用系统。

结项摘要

基于新一代光涡旋多维复用光纤通信系统对全光纤中继放大技术的需求,本项目提出以硫化铅(PbS)、硒化铅(PbSe)等量子点掺杂材料作为有源环形芯,进行半导体量子点掺杂的光涡旋光纤放大器关键制备技术研究。在理论上建立了基于量子点掺杂环形芯的光纤放大器理论模型,仿真研究了掺杂环形芯光纤放大器的增益特性,包括泵浦光功率、信号光功率、光纤长度、环形芯折射率以及环形芯厚度等参数对放大器增益的影响。实验上研究了量子点掺杂环形芯有源光纤的制备技术,设计并制备了PbS掺杂环形芯光纤。利用反向泵浦的方式测量了光纤的荧光谱,荧光范围为1100-1600nm。利用所制备的PbS掺杂环形芯光纤构建了涡旋光束放大器系统,实现了一阶光涡旋模式的传输及放大。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(4)
专利数量(4)
Enhanced FBG Temperature Sensitivity in PbS-Doped Silica Optical Fiber
掺 PbS 石英光纤中增强的 FBG 温度敏感性
  • DOI:
    10.1109/jlt.2019.2937138
  • 发表时间:
    2019-09-15
  • 期刊:
    JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Pan, Xiangping;Dong, Yanhua;Wang, Tingyun
  • 通讯作者:
    Wang, Tingyun
倾斜锥形微透镜单模光纤激发高阶涡旋光模式
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国激光
  • 影响因子:
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  • 作者:
    宋巍;刘奂奂;庞拂飞;杨俊锋;张春香;文建湘;商娅娜;黄素娟;陈娜;曾祥龙;王廷云
  • 通讯作者:
    王廷云
Tapered optical fiber deposited with PbS as an optical fiber amplifier based on atomic layer deposition
基于原子层沉积的锥形光纤沉积 PbS 作为光纤放大器
  • DOI:
    10.1117/1.oe.57.6.066102
  • 发表时间:
    2018-06
  • 期刊:
    Optical Engineering
  • 影响因子:
    1.3
  • 作者:
    Wu Yan;Shang Yana;Kang Yanan;Pang Fufei;Wen Jianxiang;Chen Na;Dong Yanhua;Liu Huanhuan;Chen Zhenyi;Wang Tingyun
  • 通讯作者:
    Wang Tingyun
Orbital Angular Momentum Optical Amplifier Based on PbS-Doped Ring-Core Fiber
基于掺PbS环芯光纤的轨道角动量光放大器
  • DOI:
    10.3389/fphy.2020.00198
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Frontiers in Physics
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Lingmin Xu;Yana Shang;Jinhong Yang;Zhenyi Chen;Fufei Pang;Huanhuan Liu;Yanhua Dong;Na Chen;Jianxiang Wen;Tingyun Wang
  • 通讯作者:
    Tingyun Wang
Few-mode ring-core quantum dots-doped optical fiber amplifier
少模环芯量子点掺杂光纤放大器
  • DOI:
    10.1016/j.yofte.2019.05.003
  • 发表时间:
    2019-09
  • 期刊:
    Optical Fiber Technology
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Shang Yana;Kang Yanan;Xu Lingmin;Pang Fufei;Dong Yanhua;Chen Na;Wen Jianxiang;Chen Zhenyi;Wang Tingyun
  • 通讯作者:
    Wang Tingyun

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    --
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    庞拂飞
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  • 通讯作者:
    商娅娜

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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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