Ultrarövid fényimpulzusok terjedésének vizsgálata fotonikus kristály optikai szálakban és szálerősítőkben = Investigation of propagation of ultrashort laser pulses in photonic crystal fibers and fiber amplifiers

Megmutattuk, hogy lehetséges 6 fs-nál rövidebb kompresszált fényimpulzusok előállítása fotonikus kristály szálakban 1 nJ-nál kisebb impulzusenergiák esetében is. Szimulációs programunk segítségével számításokat végeztünk, hogy milyen impulzusparaméterek (energia, impulzushossz) mellett lehetséges az impulzusok alakhű átvitele nagymagátmérőjű, illetve légmagos fotonikus kristály szerkezetű optikai szálakon. Szimulációs eredményeinket mérésekkel (spektrum, autokorrelációs függvények) ellenőriztük és alkalmaztuk egy új tipusú, valós idejű, 3D kétfoton mikroszkóp kisérleti példányának elkészítésénél. Üreges fotonikus kristály szálakat terveztünk és alkalmaztunk Yb adadékolt szálerősítő csörpölt impulzusainak kompresszálására illetve nemlineáris hatásoktól mentes átvitelére. Módusszinkronizált, erősen csörpölt néhány pikoszekundumos impulzusokat előállító, telítődő abszorbenssel módusszinkronizált Yb szállézert építettünk, amelynek impulzusait rácsos kompresszor segítségével 200 fs-nál rövidebbre kompresszáltuk. Yb adalékolt szál és fotonikus kristály szerkezetű pumpa geometria alkalmazásával szálerősítőt építettünk, aminek segítségével az impulzusok energiáját 80 MHz-es ismétlődési frekvencia mellett az 1-10 nJ tartományba növeltük. | We have shown that it is possible to generate sub-6-fs pulses by compression of low energy (E<1 nJ) pulses in small core area photonic crystal fibers. We have made numerical simulations to investigate that what pulse parameters (energy, peak intensity, spectral widths) allow us to deliver femtosecond laser pulses without spectral and temporal distortion through specific large mode area (LMA) and hollow core (HC) photonic crystal fibers. The validity of our simulations was checked by corresponding measurements (spectrum, autocorrelation traces). The LMA and HC fibers were applied to build a random access 3D nonlinear microscope system. The HC fibers were designed and applied for compression and distortion free delivery of amplified pulses of a picosecond pulse Yb fiber laser/amplifier system. Mode-locked, all-normal-dispersion, all-fiber Yb laser was constructed delivering few ps long, strongly chirped pulses with specral width of ~10 nm at around 1030 nm. The output of the oscillator was compressed down to 200 fs using a grating pair compressor. Using a double clad Yb doped fiber and a photonic crystal pump geometry, the pulse energy was boosted up to the 1-10 nJ regime at a repetition rate of 80MHz

Mikro RNS alapú génszabályozás mechanizmusának vizsgálata növényekben = Characterization of the mechanism of miRNA controlled gene expression in plants

A vírusfertőzési folyamatok tanulmányozása során kimutatható volt az AGO1 mRNS és a miR168 expressziójának emelkedése. Különböző növény-vírus interakciókat vizsgálva kimutattuk, hogy az AGO1 mRNS a gazda védekezési reakciójának következtében nő meg, míg a megemelkedett miR168 szint, mely térben átfed a vírus által elfoglalt növényi szektorokkal, a vírus ellentámadásának a következménye. Kimutattuk, hogy a miR168 indukció a miR168 prekurzor molekula megnőtt expressziójának és felgyorsult érésének az eredménye. Eredményeink szerint a megemelkedett miR168 szint transzlációsan gátolja az AGO1 mRNS-t, így a növényben az AGO1 fehérje szintje lecsökken. A növények géncsendesítés alapú védekező válaszának elkerülésére a vírusok különböző szupresszor molekulákat fejlesztettek ki, melyek ezt a folyamatot más-más szinten képesek gátolni. Az általunk tranziens rendszerben vizsgált különböző silencing szupresszorok minden esetben indukálták a miR168 termelődését. Ezek szerint a különböző silencing szupresszorok speciális hatásuk mellett egy univerzális mechanizmussal is gátolják a növény védekező folyamatait: a miR168 szintjének megelelésével gátolják az AGO1 fehérje akkumulációját és így aktivitását. | Virus infections induce the expression of ARGONAUTE1 (AGO1) mRNA and in parallel enhance the accumulation of miR168 (regulator of AGO1 mRNA). Here we show that in virus infected plants the enhanced expression of AGO1 mRNA is not accompanied by increased AGO1 protein accumulation. We also demonstrate that the induction of AGO1 mRNA level is a part of the host defence reaction while the induction of miR168, which overlaps spatially with virus-occupied sectors, is mediated mainly by the Tombusvirus p19 RNA silencing suppressor. The absence of p19 results in the elimination of miR168 induction and accompanied with the enhanced accumulation of AGO1 protein. In transient expression study p19 mediates the induction of miR168 and the down regulation of endogenous AGO1 level. P19 is not able to efficiently bind miR168 in virus infected plants indicating that this activity is uncoupled from the small RNA binding capacity of p19. Our results imply that plant viruses can inhibit the translational capacity of AGO1 mRNA by modulating the endogenous miR168 level to alleviate the anti-viral function of AGO1 protein

Carrier-envelope offset stable, coherently combined ytterbium-doped fiber CPA delivering 1 kW of average power

We present a carrier-envelope offset (CEO) stable ytterbium-doped fiber chirped-pulse amplification system employing the technology of coherent beam combining and delivering more than 1 kW of average power at a pulse repetition rate of 80 MHz. The CEO stability of the system is 220 mrad rms, characterized out-of-loop with an f -to-2f interferometer in a frequency offset range of 10 Hz to 20 MHz. The high-power amplification system boosts the average power of the CEO stable oscillator by five orders of magnitude while increasing the phase noise by only 100 mrad. No evidence of CEO noise deterioration due to coherent beam combining is found. Low-frequency CEO fluctuations at the chirped-pulse amplifier are suppressed by a “slow loop” feedback. To the best of our knowledge, this is the first demonstration of a coherently combined laser system delivering an outstanding average power and high CEO stability at the same time. © 2020 Optical Society of Americ

Generation of three-cycle multi-millijoule laser pulses at 318 W average power

The generation of three-cycle multi-millijoule pulses at 318W power is reported by compressing pulses of a Yb-fiber chirped pulse amplifier in a 6 m long stretched flexible hollow fiber. This technique brings high-power lasers to the few-cycle regime. (c) 2019 Optical Society of America under the terms of the OSA Open Access Publishing Agreemen

Energetic sub-2-cycle laser with 216 W average power

Few-cycle lasers are essential for many research areas such as attosecond physics that promise to address fundamental questions in science and technology. Therefore, further advancements are connected to significant progress in the underlying laser technology. Here, two-stage nonlinear compression of a 660 W femtosecond fiber laser system is utilized to achieve unprecedented average power levels of energetic ultrashort or even few-cycle laser pulses. In a first compression step, 408 W, 320 mu J, 30 fs pulses are achieved, which can be further compressed to 216 W, 170 mu J, 6.3 fs pulses in a second compression stage. To the best of our knowledge, this is the highest average power few-cycle laser system presented so far. It is expected to significantly advance the fields of high harmonic generation and attosecond science. (C) 2016 Optical Society of Americ

Differential gene expression and physiological changes during acute or persistent plant virus interactions may contribute to viral symptom differences

Viruses have different strategies for infecting their hosts. Fast and acute infections result in the development of severe symptoms and may cause the death of the plant. By contrast, in a persistent interaction, the virus can survive within its host for a long time, inducing only mild symptoms. In this study, we investigated the gene expression changes induced in CymRSV-, crTMV-, and TCV-infected Nicotiana benthamiana and in PVX- and TMV-U1-infected Solanum lycopersicum plants after the systemic spread of the virus by two different high-throughput methods: microarray hybridization or RNA sequencing. Using these techniques, we were able to clearly differentiate between acute and persistent infections. We validated the gene expression changes of selected genes by Northern blot hybridization or by qRT-PCR. We show that, in contrast to persistent infections, the drastic shut-off of housekeeping genes, downregulation of photosynthesis-related transcripts and induction of stress genes are specific outcomes with acute infections. We also show that these changes are not a consequence of host necrosis or the presence of a viral silencing suppressor. Thermal imaging data and chlorophyll fluorescence measurements correlated very well with the molecular changes. We believe that the molecular and physiological changes detected during acute infections mostly contribute to virus symptom development. The observed characteristic physiological changes associated with economically more dangerous acute infections could serve as a basis for the elaboration of remote monitoring systems suitable for detecting developing virus infections in crops. Moreover, as molecular and physiological changes are characteristics of different types of virus lifestyles, this knowledge can support risk assessments of recently described novel viruses

Biológiai jelek információjának diagnosztikai célú kutatása rendszerelméleti megközelítéssel = System theory approach of the information of the biological signals for diagnostics

Kidolgoztunk egy új magzati fonokardiográfiás mérési és jelfeldolgozási módszert az FHR hosszú távú robusztus meghatározására. Létrehoztunk egy neurális hálzatokat alkalmazó légzési rendellenesség felismerő rendszert. Megalkottuk számos, a csecsemősírás jellemzésére szolgáló paraméter meghatározásának módszerét, és összehasonlítottuk több száz csecsemő sírását e paraméterek alapján. Több betegségcsoportnál jellemző eltéréseket tapasztaltunk. Neurolingvisztikai kutatásunk során megvalósítottunk egy lingvisztikai adatbázis-struktúrát és a hozzá tartozó adatbázis-kezelő segédprogramot. Nyelvi adatbázisunk struktúráját kiterjesztettük, valamint megvalósítottunk néhány új algoritmust, melyek lehetővé teszik a terápiás gyakorlatok során magasabb nyelvi modalitások felhasználását is. | We've worked out a novel vital phonocardiographic measurement ad signal processing method to determine robustly the longterm fetal heart rate (FHR). We'v created system to recognize respiration disorders containing a neural network. We developed new algorithms and methods in the analysis of the infant cry to check disorders during infancy. We analysed the crying sound from hundreds of infanst and found differences between healthy and unhealthy infants. In our neurolinguistic research we created a novel computer-aided training and rehabilitaion approach to the therapy of aphasia. The system helps to treat and overcome the most severe consequences of this language disorder. The developed system is embedded into a tele-rehabilitation framework, which offers a uniform interface for various telecare applications