三光束干涉型微纳光纤光子器件与液态电光/磁光介质耦合结构的全光纤电磁场传感机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51907146
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    27.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0701.电磁场与电路
  • 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

A new type of all-fiber electric/magnetic field sensing mechanism is proposed in this project. The sensor combines the special light transmission properties of three-beam interferometric microfiber photonic device (IMPD) and electro-optical/magneto-optical effect of electro-/magneto-optical liquid (EOL/MOL) to form an IMPD-EOL/MOL sensing structure. The project will focus on the fundamental theory and key technologies involved in the proposed sensing technology, which include: Investigating the sensing mechanism of the proposed sensor, reveal the intrinsic mechanism of transmission spectral fringe shifting with applied electric/magnetic field; Finding the main factors which have great impact on sensing performance and conducting in-depth study of the operation principle of these factors, then sum up an effective way to improve the sensing performance; Studying the dependence of transmission spectral characteristics on ambient temperature variation, from which to find out the method to eliminate the cross-sensitivity of temperature; On the basis of the above research, exploring the optimal fabrication and package technology and setting up electric/magnetic synchronized sensing system. The project is expected to explore and realize an all fiber electric/magnetic field sensor with compact structure, high sensitivity, temperature intrinsic insensitive, laying technical foundations for the simultaneously measurement of electric field and magnetic fields in one sensing system. The results of this project pave a new wat to break through the existing bottlenecks in the area of optical sensing technology such as complex structure, low sensitivity, temperature cross-sensitivity, etc. It also provides essential theoretical guidelines to further expand microfiber based photonic devices in the applications sensing area.
项目将三光束干涉型微纳光纤光子器件(IMPD)和液态电光/磁光介质(EOL/MOL)独特的电学、磁学、光学特性进行有机地结合,提出一种基于IMPD-EOL/MOL耦合结构的新型电磁场传感机理,并围绕其基础理论和关键技术展开研究:研究IMPD-EOL/MOL传感机理,揭示被测电磁场对传感器传输光谱特征的影响规律;研究影响传感器传感性能的机制及主要因素,探索提高传感性能的有效途径;研究环境温度对光谱特征的影响规律,探索环境温度不敏感型光纤电磁场传感技术的实现途径;探索传感器的最优制备与封装工艺,组建电磁场一体化测量系统。研究成果为突破现有光学电磁场传感技术中存在的结构复杂、灵敏度低、温度交叉敏感、电磁场无法一体化测量等关键瓶颈问题奠定理论基础,对丰富微纳光纤光子器件的种类、拓展微纳光纤在传感领域中的应用具有重要意义。

结项摘要

本项目提出以特种功能光纤干涉结构取代传统传感器结构中分立光学器件,以形成全光纤电磁场传感器的技术思路,避免了分立元件之间对准、耦合等带来的传感器结构不稳定、性能低劣等问题,同时使传感器的尺寸大为减小;深入研究了传感器产生振铃现象的机理,提出抑制振铃现象的有效措施;系统研究了环境温度、系统噪声对传感器输出的影响机理及规律,提出提高传感器工作稳定性的新方法;针对脉冲电场持续时间短、波前陡的特点,设计了低噪声、高增益、高带宽的传感信号快速解调系统,实现了对超快空间电场信号的捕获。在理论与关键技术的研究基础上,实际制作出全光纤电磁场传感器并研制出传感测试系统原型机(微秒脉冲和纳秒脉冲通用),传感系统测量范围覆盖0.08~1000kV/m(点场)、100A/m~5000A/m(磁场),系统响应频带覆盖50Hz~400MHz。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Temperature-insensitive polarimetric vibration sensor
对温度不敏感的极化振动传感器
  • DOI:
    10.1364/ol.456245
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Optics Letters
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Chunyang Han;Chenyu Zhao;Hui Ding;Chen Chen
  • 通讯作者:
    Chen Chen
Miniature Fourier transform spectrometer based on a fiber-tip interferometer
基于光纤尖端干涉仪的微型傅里叶变换光谱仪
  • DOI:
    10.1364/oe.456320
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Optics Express
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Chunyang Han;Hui Ding;Baojin Li;Lei Shi;Haodong Xu
  • 通讯作者:
    Haodong Xu
Ultrafast Miniature Humidity Sensor Based on Single-Sided Microsphere Resonator
基于单面微球谐振器的超快微型湿度传感器
  • DOI:
    10.1109/jlt.2019.2940126
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Lightwave Technology
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Chunyang Han;Hui Ding;Chenyu Zhao;Chen Chen
  • 通讯作者:
    Chen Chen
Miniature Fizeau Interferometric Thermometer
微型斐索干涉温度计
  • DOI:
    10.1109/tim.2020.2999189
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Han Chunyang;Ding Hui;Zhang Qingzhou;Zhao Chenyu
  • 通讯作者:
    Zhao Chenyu
A miniature fiber-optic microphone based on plano-concave micro-interferometer
一种基于平凹微干涉仪的微型光纤麦克风
  • DOI:
    10.1063/5.0084559
  • 发表时间:
    2022-04-01
  • 期刊:
    REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Han, Chunyang;Ding, Hui;Xu, Haodong
  • 通讯作者:
    Xu, Haodong

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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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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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