瞬态非线性激光等离子体耦合模型下高功率激光与液滴相互作用研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11774176
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    62.0万
  • 负责人：
    陆建
  • 依托单位：
    南京理工大学
  • 学科分类：
    A2202.光与物质相互作用
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The ionization mechanism, energy deposit of laser, phase transformation and distortion of droplet and the disturbed optical field during high power laser interaction with a droplet are studied in this project. Afterward, the properties of droplets system influenced by laser with different parameters are obtained..In order to study the photoionization procedure of water, we present a nonlinear transient coupling model of laser field and its self-generated plasma, and this model can predict the laser induced breakdown threshold, the evolution of optical field and plasma, and the distribution of plasma absorption. In addition, laser interaction with aqueous medium on the influence of different molecule structure is discussed as well. The structure and the speed of shock wave and the distortion and splitting of the droplet after laser interaction with droplet can be predicted by nonlinear transient coupling model of laser-induced plasma, and hydromechanics combined with explosion mechanics, respectively. These phenomenon are measured using schlieren method..The transmission matrix of optical field is calculated by nonlinear transient coupling equations of laser-induced plasma equation. To study the properties of droplets system influenced by laser with different parameters, the interaction between laser and several droplets is considered, and the chain reaction of droplets merge is simulated. We will design the optical scattering detection system of laser-droplets interaction to realize the measurement of droplets system..The vapor transport during laser irradiated droplets is also studied for laser induced water condensation technology.
研究高功率激光作用与水介质、水边界层相互作用，研究作用液滴过程中的电离机制、能量沉积、液滴相变和变形、液滴对激光光场的反作用等，进而研究激光作用液滴集团后的液滴性质和激光参数变化的效果。.建立瞬态非线性激光等离子体耦合模型，得到激光击穿水介质的阈值及等离子对激光光场的吸收分布。研究分子构型有序度对高功率激光作用水介质的影响。利用瞬态非线性模型研究激光作用液滴后续冲击波的构型和速度；利用流体动力学和爆炸力学研究液滴受到高功率激光辐照后的变形和分裂。利用纹影法测量激光作用液滴后冲击波速度、液滴变形、激光通过单个液滴的能量通过率。.基于瞬态非线性耦合模型计算单个液滴的光场传输矩阵。研究激光与数个液滴或液滴集团的相互作用，模拟激光作用液滴产生冲并链式反应。设计并搭建激光液滴集团相互作用散射检测系统，实现激光对于液滴集团的实时检测。研究激光作用液滴的水汽输运，为激光诱导水凝结技术提供理论准备。

结项摘要

基于水介质的强光电离和激光光场的非线性传输方程，研究了激光等离子体和激光光场的时域演化，建立激光与液滴相互作用中等离子体耦合模型，发现并解释了皮秒激光诱导等离子体会逆着激光场方向移动的现象。研究强光在水云中的传输问题，并利用等离子体瞬态耦合模型计算云和雾对强激光光场（尤其是在光学击穿发生后的）的能量沉积。建立了单个液滴受强脉冲激光辐照的物理模型，研究了激光作用液滴过程中的电离机制、能量沉积、液滴相变和变形。.研究氙原子和氙二聚物分子的强光场电离原子和分子的主要特征、电离产生的光电子动量分布和能量分布，揭示分子强光电离之于原子强光电离的不同之处。建立了包含离子态的多电子原子强场近似理论，并以此为基础发展出二能级双心量子干涉理论。该理论可以用来预测范德瓦尔斯双原子分子特别是氙二聚物分子在强光场电离后得到的光电子的动量或能量分布.优化激光与液滴相互作用中等离子体耦合模型，对液滴击穿阈值及内部冲击波、相变以及液滴形变等多物理场进行研究。研究了单个液滴激光等离子体和光场的时空演化，研究双液滴结构对液滴光学击穿和激光等离子体的影响，以及激光能量的非线性吸收。双液滴结构可以使液滴吸收微弱的激光能量而发生击穿。开展激光在水中产生多空泡及相互作用实验研究。.本项目的研究结果可为激光大气传输、激光微外科（眼科）医学和激光干预天气系统等提供参考。

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（0）
专利数量（0）
Submicron bubbles/voids formation in the subsurface region of soda-lime glass by single pulse fs laser-induced spallation
单脉冲飞秒激光诱导散裂在钠钙玻璃的地下区域形成亚微米气泡/空隙
  • DOI：
    10.1016/j.apsusc.2019.144134
  • 发表时间：
    2020-02
  • 期刊：
    Applied Surface Science
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Lai S Y;Lu Jian
  • 通讯作者：
    Lu Jian
Temperature impact on parameters of In 0.3 Ga 0.7 As PV cell under laser irradiation
激光辐照下温度对In 0.3 Ga 0.7 As光伏电池参数的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    AIP Advances
  • 影响因子：
    1.6
  • 作者：
    Guangji Li;Hongchao Zhang;Jian Lu
  • 通讯作者：
    Jian Lu
Proton transfer dynamics following strong-field ionization of the water dimer
水二聚体强场电离后的质子转移动力学
  • DOI：
    10.1103/physreva.99.053408
  • 发表时间：
    2019-05
  • 期刊：
    Physical Review A
  • 影响因子：
    2.9
  • 作者：
    C. Zhang;J. Lu
  • 通讯作者：
    J. Lu
Picosecond laser lift-off method for fracture and debonding of copper oxide layer grown on copper substrate
皮秒激光剥离方法用于铜基板上生长的氧化铜层的断裂和脱粘
  • DOI：
    10.2351/1.5121339
  • 发表时间：
    2019-11
  • 期刊：
    Journal of Laser Applications
  • 影响因子：
    2.1
  • 作者：
    Huazhong Zhu;Hongchao Zhang;Jian Lu
  • 通讯作者：
    Jian Lu
Data on single pulse fs laser induced submicron bubbles in the subsurface region of soda-lime glass
钠钙玻璃地下区域单脉冲飞秒激光诱导亚微米气泡的数据
  • DOI：
    10.1016/j.dib.2020.105193
  • 发表时间：
    2020-01
  • 期刊：
    Data in brief
  • 影响因子：
    1.2
  • 作者：
    Shengying Lai;Jian Lu
  • 通讯作者：
    Jian Lu

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  • 通讯作者：
    陆建
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  • 作者：
    潘众;陆建;胡晓健
  • 通讯作者：
    胡晓健

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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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