FJ Duarte - F. J. Duarte

FJ Duarte
FJ Duarte la o întâlnire a Societății Optice din 2006
Născut	c. 1954 Santiago , Chile
Naţionalitate	Chilian american
Alma Mater	Universitatea Macquarie
Cunoscut pentru	Lasere reglabile Lasere colorante cu lățime îngustă Teorie a dispersiei cu prismă multiplă Interferometru cu fantă N Ecuație interferometrică cu fantă N
Premii	Premiul Paul F. Forman pentru excelență în inginerie (1995) Medalia David Richardson (2016)
Cariera științifică
Câmpuri	Fizică Optică
Instituții	Universitatea Macquarie Universitatea din New South Wales Universitatea din Alabama Compania Eastman Kodak Universitatea de Stat din New York Universitatea din New Mexico Optică interferometrică
Consilier doctoral	JA Piper
Alți consilieri academici	JC Ward R. E. Aitchison

Francisco Javier "Frank" Duarte (n. C. 1954) este fizician cu laser și autor / editor al mai multor cărți cunoscute despre lasere reglabile și optică cuantică . El a introdus teoria generalizată a dispersiei cu prisme multiple , a descoperit diverse configurații laser cu oscilatoare cu grilă multiplă și a fost pionierul mediului de câștig polimer-nanoparticule. Contribuțiile sale au descoperit aplicații într - o varietate de domenii , inclusiv astrometrie , atomic laser cu vapori de separare a izotopilor , citologie , geodezicele , lentilă gravitațională , medicină cu laser , microscopie cu laser , compresie puls laser , spectroscopie cu laser , imagistica medicala , nanobiofotonica, optica neliniară , imagistica faza, și lasere cu diode reglabile .

Cercetările lui Duarte se concentrează în principal pe optica fizică și dezvoltarea laserului. Munca sa a avut loc la o serie de instituții din sectoarele academic, industrial și de apărare.

Cercetare

Oscilatoare laser

Duarte și Piper a introdus multiple prisme aproape pășunat-incidență răzuirea cavități care inițial au fost dezvăluite ca cupru cu laser -pumped oscilatoare cu laser acordabile înguste linewidth. Ulterior, el a dezvoltat configurații de rețea cu prismă multiplă cu lățime îngustă pentru oscilatoare cu laser CO ₂ de mare putere și oscilatoare cu laser organice reglabile în stare solidă.

Teoria dispersiei intracavității

Duarte a conceput, de asemenea, teoriile dispersiei cu prisme multiple pentru oscilatoarele laser cu lățime îngustă reglabile și compresia cu impulsuri cu laser cu prismă multiplă , care sunt rezumate în câteva dintre cărțile sale. Introducerea acestei teorii este ecuația generalizată a dispersiei cu prisme multiple

${\ displaystyle \ nabla _ {\ lambda} \ phi _ {2, m} = H_ {2, m} \ nabla _ {\ lambda} n_ {m} + (k_ {1, m} k_ {2, m} ) ^ {- 1} {\ bigg (} H_ {1, m} \ nabla _ {\ lambda} n_ {m} \ pm \ nabla _ {\ lambda} \ phi _ {2, (m-1)} { \ bigg)}}$

care a găsit o varietate de aplicații.

Lasere reglabile pentru separarea izotopilor

Lui îngust-linewidth tunabile oscilator cu laser configurații au fost adoptate de către diferite grupuri de cercetare care lucrează la uraniu de separare atomică cu laser a vaporilor de izotopi (AVLIS). Această lucrare a fost susținută de Comisia australiană pentru energie atomică . Pe parcursul acestei cercetări, Duarte scrie că s-a apropiat de ministrul federal al energiei de atunci, Sir John Carrick , pentru a pleda pentru introducerea unei facilități AVLIS în Australia. În 2002, a participat la cercetări care au condus la separarea izotopului litiului folosind lasere cu diodă reglabilă cu lățime îngustă .

Lasere colorante organice în stare solidă

De la mijlocul anilor 1980 până la începutul anilor 1990 Duarte și oamenii de știință de la Comandamentul de rachete US Army dezvoltat rigidizate oscilatoare cu laser îngust-linewidth acordabile direct în spectrul vizibil. Aceasta a constituit prima dezvăluire, în literatura de specialitate, a unui laser reglabil cu lățime îngustă testat pe un teren accidentat. Această cercetare a condus la experimentarea cu medii de câștig de polimeri, iar în 1994 Duarte a raportat despre primele oscilatoare laser cu coloranți în stare solidă cu lățime îngustă . Aceste arhitecturi de oscilatoare dispersive au fost apoi rafinate pentru a produce o emisie cu un singur mod longitudinal limitată doar de principiul incertitudinii lui Heisenberg .

Medii de câștig organice

Cercetările comune, cu RO James, asupra materialelor organice-anorganice în stare solidă, au condus la descoperirea mediilor de câștig polimer- nanoparticule și la emisia de fascicule laser omogene reglabile cu divergență scăzută din această clasă de medii. În 2005, Duarte și colegii au fost primii care au demonstrat emisia coerentă direcțională de la un semiconductor organic excitat electric . Aceste experimente au utilizat un tandem OLED într-o configurație interferometrică integrată.

Munca lui Duarte în acest domeniu a început cu demonstrarea emisiei laser cu lățime îngustă folosind coloranți cumarină- tetrametil care oferă o eficiență ridicată a conversiei și o tunabilitate largă în regiunea verde a spectrului electromagnetic.

Interferometrie și optică cuantică

Duarte și colegii săi au demonstrat suprapunerea modelelor de difracție peste interferogramele N- slit. Această interferogramă corespunde caracterului interferometric b ( N = 3 fante) și prezintă un model de difracție suprapus pe aripa exterioară dreaptă (vezi textul).

La sfârșitul anilor 1980, a inventat interferometrul digital cu laser N- slit pentru aplicații în imagistică și microscopie . În același timp, el a aplicat notația lui Dirac pentru a descrie cuantic mecanic caracteristicile sale interferometrice și de propagare. Această cercetare a condus, de asemenea, la ecuația interferometrică generalizată a fantei N care a fost apoi aplicată pentru a descrie fenomene optice clasice, cum ar fi interferența , difracția , refracția și reflexia , într-o abordare cuantică generalizată și unificată care include refracția pozitivă și negativă. De asemenea, el a derivat ecuația lățimii liniei cavității , pentru oscilatoare laser dispersive, folosind principii mecanice cuantice.

Dezvoltările ulterioare includ interferometre cu laser N- slit foarte mari pentru a genera și propaga caractere interferometrice pentru comunicații optice securizate în spațiu liber . Caracterele interferometrice este un termen inventat în 2002 pentru a lega semnale interefometrice de caractere alfanumerice (vezi legenda figurii). Aceste experimente au oferit prima observare a tiparelor de difracție suprapuse peste semnalele de interferență de propagare, demonstrând astfel interceptarea nedistructivă (sau moale) a interferogramelor de propagare.

Un rezultat al acestei cercetări, cu aplicații în industria aviației, a rezultat din descoperirea că interferometrele cu laser N- slit sunt detectoare foarte sensibile de turbulență aeriană clară .

Duarte oferă o descriere a opticii cuantice, aproape în întregime prin notația lui Dirac, în cartea sa Quantum Optics for Engineers . În această carte el derivă amplitudinea probabilității pentru încurcarea cuantică,

${\ displaystyle \ left | \ psi \ right \ rangle = {1 \ over {\ sqrt {2}}} (\ left | x \ right \ rangle _ {1} \ left | y \ right \ rangle _ {2} - \ left | y \ right \ rangle _ {1} \ left | x \ right \ rangle _ {2})}$

pe care îl numește amplitudinea probabilității Pryce - Ward , dintr-o perspectivă interferometrică N- slit . Aceasta devine probabilitatea dezvăluită de Pryce și Ward. Duarte subliniază, de asemenea, o abordare pragmatică neinterpretativă a mecanicii cuantice. ${\ displaystyle \ left | \ psi \ right \ rangle}$${\ displaystyle \ left | \ psi \ right \ rangle \ left | \ psi \ right \ rangle ^ {*}}$

Carieră

Universitatea Macquarie

La Universitatea Macquarie , Duarte a studiat fizica cuantică sub John Clive Ward și fizica semiconductoarelor sub Ronald Ernest Aitchison . Cercetările sale de doctorat s-au referit la fizica laserului, iar conducătorul său a fost James A. Piper .

În domeniul politicii universitare, el a înființat și a condus mișcarea de reformă științifică Macquarie , care a transformat structura de studii universitare. Reforma științifică a lui Macquarie a fost larg susținută de oamenii de știință locali, inclusiv fizicienii RE Aitchison , REB Makinson , AW Pryor și JC Ward . În 1980, Duarte a fost ales drept unul dintre reprezentanții Macquarie în Uniunea Australiană a Studenților de unde a fost expulzat și apoi reintegrat, pentru „a fugi peste mese”.

După finalizarea lucrărilor sale de doctorat, Duarte a efectuat cercetări post-doctorale, cu BJ Orr la Universitatea din New South Wales , apoi înapoi la Universitatea Macquarie .

Faza americană

În 1983, Duarte a călătorit în Statele Unite pentru a prelua o catedră de fizică la Universitatea din Alabama . În 1985 s-a alăturat laboratoarelor de cercetare a imagisticii, la Eastman Kodak Company , unde a rămas până în 2006. În timp ce la Kodak a fost președinte al Lasers '87 și al conferințelor ulterioare din această serie. Duarte a avut o lungă asociere cu Comandamentul antirachetă al armatei SUA și Comandamentul aviatic și antirachetă al armatei SUA , unde a participat (împreună cu RW Conrad și TS Taylor ) la cercetarea energetică dirijată .

A fost ales membru al Institutului australian de fizică (1987) și membru al Societății optice din America (1993) pentru contribuțiile sale la dezvoltarea laserelor tunabile cu lățime îngustă . El este primul sud-american care a primit astfel de distincții. În 1995, a primit Premiul de excelență inginerie pentru invenția interferometrului cu laser cu fantă N și, în 2016, i s-a acordat medalia David Richardson pentru „contribuții seminale la fizica și tehnologia matricelor cu prisme multiple pentru o lățime îngustă reglabilă oscilatoare laser și compresie de impulsuri laser, "de la Societatea Optică. Contribuțiile lui Duarte sunt citate în aproximativ două sute de cărți.

Personal

Rotatorul de polarizare al lui Duarte

Duarte s-a născut în Santiago, Chile și a călătorit la Sydney, Australia , în adolescență. Acolo, a locuit mai întâi în Strathfield și apoi în orășelul Cowan din nord . În Statele Unite a locuit pentru o scurtă perioadă în Tuscaloosa, Alabama , apoi s-a mutat în vestul New York-ului .

Vezi si

• Ecuația căldurii
• Comunicații spațiale laser
• Expandere de fascicule cu prismă multiplă
• Laser organic
• Rotator de polarizare

Referințe

linkuri externe

• Pagina de pornire a lui Duarte
• Cărți laser reglabile
• Brevete americane de FJ Duarte, la Patent Genius
• Fotografie de grup la Lasers '92 : de la dreapta la stânga; Marlan Scully , Willis Lamb , John L. Hall și FJ Duarte