基于飞秒激光和塔尔伯特干涉仪制备的Type II光纤光栅阵列及高温传感器

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61905192
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0502.光子与光电子器件
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Femtosecond laser phase mask method is suitable for the fabrication of Type II FBG with high-temperature resistance, but it is necessary to solve the serious problems of zero-order optical interference, damage to mask and formation of FBG arrays with different periods. In this project, a new method for preparing Type II FBG arrays in standard silica fiber by femtosecond laser phase mask method combined with Talbot interferometer is proposed. This method can not only effectively suppress the interference of zero-order light on the structure of FBG, reduce the damage to mask, but also fabricate Type II FBG arrays with good repeatability and controllability to realize distributed high-temperature FBG sensor. The main research contents include: by adjusting the time-space characteristics of the optical field, including the chirp of femtosecond pulse and spatial distribution, the influence of laser-induced nonlinear optical effects on beam propagation is suppressed, and the precise control of femtosecond laser targeting is realized; a distributed high-temperature FBG sensor with upper limit working temperature of 1100°C is realized by adopting phase mask method combined with Talbot interferometer to process Type II FBG arrays with different periods in fiber.
飞秒激光相位掩模法适合制备耐高温的Type II光纤布拉格光栅(FBG),但需要解决加工过程中零级光干扰、对掩模版的损伤和形成不同周期FBG阵列的问题。本项目提出一种利用飞秒激光相位掩模法结合塔尔伯特干涉仪在石英光纤中制备不同周期Type II FBG阵列并实现分布式传感的新方法。该方法既能有效抑制激光加工过程中零级光对FBG结构的影响,减少对掩模版的损伤,又可以在光纤上制备重复性和可控性好的不同周期Type II FBG阵列,实现分布式高温FBG传感。项目的主要研究内容包括:通过调控飞秒激光脉冲啁啾、空间分布等光场的时空特性,调节和抑制光诱导非线性光学效应对光束传播的影响,实现飞秒激光靶向的精确控制;利用相位掩模结合塔尔伯特干涉仪,在光纤中制备不同周期的Type II FBG阵列;搭建由光纤光栅解调仪和串接在一起的FBG阵列构成的分布式传感器,可用于1100℃的分布式高温传感测量。

结项摘要

光纤布拉格光栅(Fiber Bragg grating, FBG)温度传感器在传感领域具有广泛应用前景。传统紫外激光适合在光敏光纤中刻写Type I FBG,且光栅的适用温度低于400℃。飞秒激光相位掩模法适合制备耐高温的Type II FBG。本项目利用飞秒激光相位掩模法结合塔尔伯特干涉仪在石英光纤中制备不同周期的Type II FBG阵列,搭建由光纤光栅解调仪和串接在一起的FBG阵列构成的分布式传感器。研究的主要成果:利用飞秒激光微纳加工技术在石英光纤中制备了耐高温FBG微结构,研究了激光功率、聚焦尺寸和曝光时间等加工参数对FBG的制备及其反射率和光谱特性的影响,通过优化激光加工参数,制备出FBG栅区完全覆盖纤芯的高反射率耐高温FBG;研究了耐高温FBG的温度稳定特性,经高温退火后,FBG在1000℃下具有良好的温度稳定性;制备了不同周期的Type II FBG阵列并构建耐高温的分布式传感器,可用于1000℃的分布式高温传感测量。本项目实现的工作温度达到1000℃的分布式耐高温光纤光栅传感器在某些特殊领域和极端环境中具有广泛的应用场景。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Ultra-high-temperature sensing using fiber grating sensor and demodulation method based on support vector regression optimized by genetic algorithm
光纤光栅传感器超高温传感及基于遗传算法优化支持向量回归的解调方法
  • DOI:
    10.1364/oe.475347
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Optics Express
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Yingjie Li;Tao Chen;Jinhai Si;Ruidong Lv;Xiao Niu;Bo Gao;Xun Hou
  • 通讯作者:
    Xun Hou
Structural changes during femtosecond laser percussion drilling of high-aspect-ratio diamond microholes
高深宽比金刚石微孔飞秒激光冲击钻削过程中的结构变化
  • DOI:
    10.1117/1.oe.61.1.016103
  • 发表时间:
    2022-01
  • 期刊:
    Optical Engineering
  • 影响因子:
    1.3
  • 作者:
    Tianlun Shen;Tao Chen;Jinhai Si;Bo Gao;Wenbo Hu;Hongxing Wang;Xun Hou
  • 通讯作者:
    Xun Hou
High-temperature linearly polarized single-frequency fiber lasers based on a non-polarization-maintaining FBG preparation through a femtosecond laser
基于飞秒激光器非保偏FBG制备的高温线偏振单频光纤激光器
  • DOI:
    10.1364/ol.463062
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Optics Letters
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Tao Chen;Ruidong Lv;Jinhai Si;Jin Huang;Xuantung Pham;Yuxing Hou;Bo Gao;Xun Hou
  • 通讯作者:
    Xun Hou
Fabrication of three-dimensional metal structures embedded in hydrogel by using femtosecond laser ablation and electroplating
利用飞秒激光烧蚀和电镀制造嵌入水凝胶中的三维金属结构
  • DOI:
    10.1364/ol.405854
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Optics Letters
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Tao Chen;Pingping Zhao;Kaidi Li;Jinhai Si;Jian Hu;Bo Gao;Yang Gao;Xun Hou
  • 通讯作者:
    Xun Hou

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其他文献

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  • 通讯作者:
    崔维成

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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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