超快光克尔门选通时间分辨拉曼光谱技术研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11474078
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    85.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2203.光场调控与非线性光学
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Femtosecond time-resolved Raman spectroscopy technique is an important tool to investigate the structure changes dynamics of transient species and electronic excited states of materials. In traditional time-resolved Raman measurements, however, the background fluorescence interference originated from the compound of interest itself often makes the Raman scattering signals unusable. In this project, we propose a time-resolved Raman spectroscopy based on ultrafast optical Kerr gating technique, which makes use of the time difference between the background fluorescence and Raman scattering light. By rejecting the long-lived fluorescence using the ultrafast optical gate, time-resolved Raman scattering measurements with high signal-to-noise ratio (SNR) and ultrafast time-resolution can be realized. The study includes: (1) Investigating the influence of self-diffraction effect on optical Kerr measurements and improving the SNR and time-resolution of the ultrafast optical Kerr gated (OKG) time-resolved Raman measurements. (2) Improving the universality of the time-resolved OKG Raman spectroscopy technique for excited molecules, by developing the wavelength-tunable pump light source based on supercontinuum generation induced by femtosecond laser pulses. The final goal of the project is to set up the time-resolved micro-Raman spectroscopy system based on ultrafast optical Kerr gating technique, and explore its application in research on the dynamics of some photochemistry and photobiology reactions. The system is characterized by a time-resolution less than 1 ps and spatial resolution better than 10 μm.
飞秒时间分辨拉曼光谱技术是研究光生瞬态物种结构变化以及材料电子激发态结构的重要手段之一。在传统时间分辨拉曼光谱检测中,样品分子自身荧光的干扰限制了激发态拉曼光谱检测技术的应用。为此,本项目提出一种基于超快光克尔门的时间分辨拉曼光谱测量技术,该技术利用拉曼光与荧光时间特性的差异,利用时间门选通拉曼光、抑制荧光干扰,可实现具有高信噪比和高时间分辨率的拉曼光谱测量。本项目的主要研究内容包括:研究超快光克尔门中自衍射效应的抑制技术,实现具有高对比度的超快光克尔门,以提高时间门选通拉曼光谱检测的信噪比和时间分辨率;研制基于飞秒激光诱导产生超连续白光的波长可调谐泵浦光源,以提高激发态分子拉曼光谱检测的通用性;搭建基于超快光克尔门选通技术的时间分辨微区拉曼光谱检测系统,系统时间分辨率优于1 ps,空间分辨率优于10 μm;探索该技术在飞秒激光诱导材料光化学、光生物反应等超快动力学过程研究中的应用。

结项摘要

时间分辨拉曼光谱技术是研究光生瞬态物种结构变化以及材料电子激发态结构的重要手段之一。在传统时间分辨拉曼光谱检测中,样品分子自身荧光的干扰限制了激发态拉曼光谱检测技术的应用。本项目提出一种基于超快光克尔门的时间门选通拉曼光谱测量技术,该技术基于拉曼光与荧光时间特性的差异,利用时间门选通拉曼光、抑制荧光干扰,可实现具有高信噪比和高时间分辨率的拉曼光谱测量。项目取得的创新性研究成果如下:. 1、研究了均匀稳定飞秒超连续白光的产生与啁啾调控技术,提出了一种基于微透镜阵列的高强度、稳定超连续白光产生的新方法,利用微透镜阵列结合4f成像系统在透明介质中并行产生多重细丝通道,输出超连续白光功率密度提高了两个数量级;. 2、研究了飞秒时域泵浦-探测中自衍射等相干效应的产生机制,通过对光克尔信号的成像直接观测到了光克尔信号中的自衍射效应,通过调控泵浦光和探测光偏振态,有效抑制了自衍射效应的影响,实现了具有高信噪比的超快光克尔门;. 3、利用时间门选通的方法从含有荧光材料的纯净水中成功提取出水分子的拉曼信号,实现了荧光背景噪声的有效抑制;建立了一种基于飞秒激光脉冲的单光束相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)光谱测量系统,利用单光束飞秒激光可实现微区内的拉曼光谱测量;. 4、利用时间分辨荧光、时间分辨瞬态吸收谱等超快光谱测量技术,研究了石墨烯复合材料、荧光量子点及二维硫化物等纳米材料光致发光等过程中光生载流子超快动力学。.

项目成果

期刊论文数量(44)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Highly sensitive and wide-dynamic-range liquid-prism surface plasmon resonance refractive index sensor based on the phase and angular interrogations
基于相位和角度询问的高灵敏度、宽动态范围液体棱镜表面等离子体共振折射率传感器
  • DOI:
    10.3788/col201614.022401
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Chinese Optics Letters
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Lan Guoqiang;Liu Shugang;Zhang Xueru;Wang Yuxiao;Song Yinglin
  • 通讯作者:
    Song Yinglin
Theoretical guideline for generation of an ultralong magnetization needle and a super-long conveyed spherical magnetization chain
超长磁化针和超长输送球形磁化链生成的理论指导
  • DOI:
    10.1364/oe.25.022268
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    OPTICS EXPRESS
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Yan Weichao;Nie Zhongquan;Zhang Xueru;Wang Yuxiao;Song Yinglin
  • 通讯作者:
    Song Yinglin
A simplified high figure-of-merit prism-free surface plasmon resonance refractive index sensor based on self adaptive angular interrogation
一种基于自适应角度询问的简化高品质无棱镜表面等离子体共振折射率传感器
  • DOI:
    10.1063/1.4909534
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Review of Scientific Instruments
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Lan Guoqiang;Liu Shugang;Zhang Xueru;Wang Yuxiao;Song Yinglin
  • 通讯作者:
    Song Yinglin
Facile synthesis of carbon-supported silver nanoparticles for optical limiting
轻松合成用于光限幅的碳载银纳米粒子
  • DOI:
    10.1016/j.apsusc.2018.07.006
  • 发表时间:
    2018-11
  • 期刊:
    Applied Surface Science
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Xu Huanhuan;Yan Lihe;Yu Yang;Xu Yanmin
  • 通讯作者:
    Xu Yanmin
Influence of Self-Diffraction Effect on Femtosecond Time-Resolved Single-Shot Optical Kerr Measurements
自衍射效应对飞秒时间分辨单次光学克尔测量的影响
  • DOI:
    10.1088/0256-307x/33/4/044202
  • 发表时间:
    2016-04
  • 期刊:
    Chinese Physics Letters
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Yue Meng-Meng;Yan Li-He;Si Jin-Hai;Hou Xun
  • 通讯作者:
    Hou Xun

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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

        graph TD
          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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