stringtranslate.com

Ф. Дж. Дуарте

Франсиско Хавьер «Фрэнк» Дуарте (родился около 1954 г.) — лазерный физик и автор /редактор нескольких книг по перестраиваемым лазерам .

Его исследования в области физической оптики и разработки лазеров были отмечены несколькими наградами, включая премию Engineering Excellence Award в 1995 году за изобретение N-щелевого лазерного интерферометра .

Исследовать

Лазерные генераторы

Дуарте и Пайпер представили многопризменные решетчатые резонаторы с почти скользящим падением , которые первоначально были описаны как узкополосные перестраиваемые лазерные генераторы с накачкой медным лазером . [1] [2] Впоследствии он разработал конфигурации многопризменных решеток с узкополосными перестраиваемыми лазерными генераторами для мощных CO 2 -лазеров [3] и твердотельных перестраиваемых органических лазерных генераторов. [4] [ необходима цитата ]

Теория внутрирезонаторной дисперсии

Дуарте также разработал теории дисперсии с несколькими призмами для настраиваемых лазерных генераторов с узкой шириной линии [5] и компрессии лазерных импульсов с несколькими призмами [6] [7] , которые обобщены в нескольких его книгах. [8] [9] [10] Введением в эту теорию является обобщенное уравнение дисперсии с несколькими призмами [5].

который нашел множество применений. [11] [12]

Перестраиваемые лазеры для разделения изотопов

Его конфигурации перестраиваемого узколинейного лазерного генератора [2] [13] были приняты различными исследовательскими группами, работающими над разделением изотопов лазером на атомных парах урана (AVLIS). [14] [15] [16] Эта работа была поддержана Австралийской комиссией по атомной энергии . [13] В ходе этого исследования Дуарте пишет, что он обращался к тогдашнему федеральному министру энергетики сэру Джону Каррику , чтобы выступить за введение установки AVLIS в Австралии. [17] В 2002 году он участвовал в исследовании, которое привело к разделению изотопов лития с использованием перестраиваемых диодных лазеров с узкой шириной линии . [18]

Твердотельные лазеры на органических красителях

С середины 1980-х до начала 1990-х годов Дуарте и ученые из Командования ракетных войск США разработали прочные узколинейные лазерные генераторы, настраиваемые непосредственно в видимом спектре. [19] [20] Это стало первым раскрытием в открытой литературе настраиваемого узколинейного лазера, испытанного на пересеченной местности. Это исследование привело к экспериментам с полимерными усиливающими средами, и в 1994 году Дуарте сообщил о первых узколинейных настраиваемых твердотельных лазерных генераторах на красителях. [4] Эти дисперсионные архитектуры генераторов затем были усовершенствованы для получения излучения с одной продольной модой, ограниченного только принципом неопределенности Гейзенберга . [21]

Органическая среда усиления

Совместные исследования с RO James по твердотельным органическим-неорганическим материалам привели к открытию полимерно- наночастичных усиливающих сред и излучению настраиваемых однородных лазерных лучей с низкой расходимостью из этого класса сред. [22] В 2005 году Дуарте и его коллеги первыми продемонстрировали направленное когерентное излучение из электрически возбужденного органического полупроводника . [23] [24] В этих экспериментах использовался тандемный OLED в интегрированной интерферометрической конфигурации. [23] [24]

Работа Дуарте в этой области началась с демонстрации узкой линии лазерного излучения с использованием кумарин -тетраметиловых красителей [25] [26], которые обеспечивают высокую эффективность преобразования и широкую настраиваемость в зеленой области электромагнитного спектра. [27]

Интерферометрия и квантовая оптика

Дуарте и коллеги продемонстрировали наложение дифракционных картин на N -щелевые интерферограммы. Эта интерферограмма соответствует интерферометрическому характеру b ( N = 3 щели) и демонстрирует дифракционную картину, наложенную на правое внешнее крыло (см. текст).

В конце 1980-х годов он изобрел цифровой N -щелевой лазерный интерферометр для применения в визуализации и микроскопии . [28] Одновременно он применил обозначения Дирака для квантово-механического описания его интерферометрических и распространяющихся характеристик. [29] [30] [31] Еще одним новшеством в этом интерферометре стало использование чрезвычайно удлиненных гауссовых пучков, с соотношением ширины к высоте до 2000:1, для освещения образца. [31]

Это исследование также привело к обобщенному уравнению интерферометрии N-щели , которое затем было применено для описания классических оптических явлений, таких как интерференция , дифракция , преломление и отражение , в обобщенном и едином квантовом подходе [32] [33] , который включает положительное и отрицательное преломление. [34] Он также вывел уравнение ширины линии резонатора для дисперсионных лазерных генераторов, используя квантово-механические принципы. [35]

Дальнейшие разработки включают очень большие N -щелевые лазерные интерферометры для генерации и распространения интерферометрических символов для безопасной оптической связи в свободном пространстве . [36] [37] Интерферометрические символы — это термин, введенный в 2002 году для связи интерферометрических сигналов с буквенно-цифровыми символами (см. легенду рисунка). [36] Эти эксперименты обеспечили первое наблюдение дифракционных картин, наложенных на распространяющиеся интерференционные сигналы, тем самым продемонстрировав неразрушающий (или мягкий) перехват распространяющихся интерферограмм. [37]

Побочным результатом этого исследования, с применением в авиационной промышленности, стало открытие того, что N -щелевые лазерные интерферометры являются очень чувствительными детекторами турбулентности ясного неба . [37] [38]

Дуарте дает описание квантовой оптики, почти полностью с помощью обозначений Дирака, в своей книге «Квантовая оптика для инженеров» . [39] В этой книге он выводит амплитуду вероятности для квантовой запутанности,

которую он называет амплитудой вероятности Прайса - Уорда , с точки зрения интерферометрии N -щели . Именно это становится вероятностью, раскрытой Прайсом и Уордом. [40] [41] [42] Дуарте также подчеркивает прагматичный неинтерпретационный подход к квантовой механике. [39] [40] [43]

Карьера

Университет Маккуори

В Университете Маккуори Дуарте изучал квантовую физику у Джона Клайва Уорда и физику полупроводников у Рональда Эрнеста Эйчисона . Его докторская диссертация была посвящена лазерной физике, а его научным руководителем был Джеймс А. Пайпер .

В области университетской политики он основал и возглавил движение за реформу науки Macquarie , [44] [45], которое преобразовало структуру степеней университета. Реформа науки Macquarie получила широкую поддержку местных ученых, включая физиков RE Aitchison , REB Makinson , AW Pryor и JC Ward . В 1980 году Дуарте был избран одним из представителей Macquarie в Австралийском союзе студентов, откуда его исключили, а затем восстановили за «бег по столам». [ требуется ссылка ]

После завершения своей докторской диссертации Дуарте продолжил постдокторское исследование вместе с Б. Дж. Орром в Университете Нового Южного Уэльса , а затем вернулся в Университет Маккуори .

Американская фаза

В 1983 году Дуарте отправился в Соединенные Штаты, чтобы занять должность профессора физики в Университете Алабамы . В 1985 году он присоединился к Imaging Research Laboratories в компании Eastman Kodak , где он оставался до 2006 года. Во время работы в Kodak он был председателем Lasers '87 и последующих конференций этой серии. [46] Дуарте имел давние связи с Ракетным командованием армии США и Авиационно-ракетным командованием армии США , где он участвовал (совместно с Р. В. Конрадом и Т. С. Тейлором [20] ) в исследованиях направленной энергии .

Он был избран членом Австралийского института физики в 1987 году и членом Оптического общества Америки в 1993 году. [47]

В 1995 году он получил премию Engineering Excellence Award за «изобретение электрооптического когерентного интерферометра для непосредственного применения в диагностике изображений прозрачных поверхностей, таких как фотопленка и пленочные подложки» [48] [49] , а в 2016 году он был награжден медалью Дэвида Ричардсона за «основополагающий вклад в физику и технологию многопризменных решеток для узкополосных перестраиваемых лазерных генераторов и компрессии лазерных импульсов» [50] от Оптического общества.

Личный

Поляризационный ротатор Дуарте

Дуарте родился в Сантьяго, Чили , и отправился в Сидней, Австралия , будучи подростком. Там он жил сначала в Стратфилде , а затем в северном маленьком городке Коуэн . В Соединенных Штатах он проживал в течение короткого периода в Таскалусе, штат Алабама , а затем переехал в Западный Нью-Йорк . [ необходима цитата ]

Книги

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Дуарте, Ф. Дж.; Пайпер, Дж. А. (1981-06-15). "Призматический предварительно расширенный резонатор скользящего падения для импульсных лазеров на красителях". Прикладная оптика . 20 (12). Оптическое общество: 2113–6. Bibcode : 1981ApOpt..20.2113D. doi : 10.1364/ao.20.002113. ISSN  0003-6935. PMID  20332895.
  2. ^ ab Duarte, FJ; Piper, James A. (1984-05-01). "Осцилляторы на красителях с узкой шириной линии и высокой частотой обновления медного лазера". Applied Optics . 23 (9). The Optical Society: 1391–1394. Bibcode : 1984ApOpt..23.1391D. doi : 10.1364/ao.23.001391. ISSN  0003-6935. PMID  18212837.
  3. ^ Дуарте, Ф. Дж. (1985-05-01). «Многопризменные лазеры Литтроу и импульсные лазеры CO 2 со скользящим падением». Прикладная оптика . 24 (9). Оптическое общество: 1244–1245. Bibcode : 1985ApOpt..24.1244D. doi : 10.1364/ao.24.001244. ISSN  0003-6935. PMID  18223701.
  4. ^ ab Duarte, FJ (1994-06-20). "Твердотельные многопризменные решетчатые генераторы лазеров на красителях". Прикладная оптика . 33 (18). Оптическое общество: 3857–3860. Bibcode : 1994ApOpt..33.3857D. doi : 10.1364/ao.33.003857. ISSN  0003-6935. PMID  20935726.
  5. ^ ab Duarte, FJ; Piper, JA (1982). "Теория дисперсии многопризменных расширителей пучка для импульсных лазеров на красителях". Optics Communications . 43 (5). Elsevier BV: 303–307. Bibcode : 1982OptCo..43..303D. doi : 10.1016/0030-4018(82)90216-4. ISSN  0030-4018.
  6. ^ Дуарте, Ф. Дж. (1987). «Обобщенная теория дисперсии с несколькими призмами для сжатия импульсов в сверхбыстрых лазерах на красителях». Оптическая и квантовая электроника . 19 (4). Springer Science and Business Media LLC: 223–229. doi : 10.1007/bf02032516. ISSN  0306-8919. S2CID  123209183.
  7. ^ Дуарте, Ф. Дж. (2009-04-03). «Обобщенная теория дисперсии с несколькими призмами для сжатия лазерных импульсов: производные фазы более высокого порядка». Applied Physics B . 96 (4). Springer Science and Business Media LLC: 809–814. Bibcode :2009ApPhB..96..809D. doi :10.1007/s00340-009-3475-2. ISSN  0946-2171. S2CID  122996664.
  8. ^ ab FJ Duarte и LW Hillman (ред.) (1990). Принципы лазеров на красителях . Нью-Йорк: Academic. ISBN 978-0122227004.
  9. ^ FJ Duarte (ред.) (1995). Справочник по перестраиваемым лазерам . Нью-Йорк: Academic. ISBN 978-0122226953.
  10. ^ ab FJ Duarte (2015). Tunable Laser Optics, 2nd Ed . Нью-Йорк: CRC. ISBN 978-1482245295.
  11. ^ Siegner, U; Achermann, M; Keller, U (2001-10-09). "Пространственно разрешенная фемтосекундная спектроскопия за пределами дифракционного предела". Measurement Science and Technology . 12 (11). IOP Publishing: 1847–1857. Bibcode : 2001MeScT..12.1847S. doi : 10.1088/0957-0233/12/11/313. ​​ISSN  0957-0233. S2CID  250883209.
  12. ^ Pang, LY; Kintzer, ES; Fujimoto, JG (1992-11-15). «Генерация сверхкоротких импульсов из массивов мощных диодов с использованием внутрирезонаторных оптических нелинейностей». Optics Letters . 17 (22). The Optical Society: 1599–1601. Bibcode : 1992OptL...17.1599P. doi : 10.1364/ol.17.001599. ISSN  0146-9592. PMID  19798258.
  13. ^ ab Duarte, FJ; Piper, JA (1982-08-01). "Сравнение призменных расширителей и решеток скользящего падения для лазеров на красителях с накачкой медным лазером". Applied Optics . 21 (15). The Optical Society: 2782–6. Bibcode : 1982ApOpt..21.2782D. doi : 10.1364/ao.21.002782. ISSN  0003-6935. PMID  20396117.
  14. ^ Сингх, Сунита; Дасгупта, К.; Кумар, С.; Манохар, К.Г.; Наир, Л.Г.; Чаттерджи, Великобритания (1994-06-01). «Мощный лазер на красителе с высокой частотой повторения и накачкой парами меди». Оптическая инженерия . 33 (6). SPIE-Intl Soc Optical Eng: 1894–1904. Bibcode : 1994OptEn..33.1894S. doi : 10.1117/12.168243. ISSN  0091-3286.
  15. ^ Sugiyama, Akira; Nakayama, T.; Kato, M.; Maruyama, Y.; Arisawa, T. (1996-04-01). "Характеристики настраиваемого давлением одномодового генератора лазера на красителе, накачиваемого лазером на парах меди". Optical Engineering . 35 (4). SPIE-Intl Soc Optical Eng: 1093–1097. Bibcode : 1996OptEn..35.1093S. doi : 10.1117/1.600726. ISSN  0091-3286.
  16. ^ Сингх, Нагешвар (2006-10-01). "Влияние оптической неоднородности в среде усиления на полосу пропускания лазера на красителе с высокой частотой повторения, накачиваемого лазером на парах меди". Optical Engineering . 45 (10). SPIE-Intl Soc Optical Eng: 104204. Bibcode : 2006OptEn..45j4204S. doi : 10.1117/1.2363168. ISSN  0091-3286.
  17. ^ Дуарте, Ф. Дж. (2010). «Перестраиваемые лазеры для разделения изотопов лазером на атомных парах: австралийский вклад» (PDF) . Australian Physics . 47 (2): 38–40.
  18. ^ Оливарес, Игнасио Э.; Дуарте, Андрес Э.; Саравия, Эдуардо А.; Дуарте, Франциско Х. (2002-05-20). «Разделение изотопов лития с помощью перестраиваемых диодных лазеров». Прикладная оптика . 41 (15). Оптическое общество: 2973–2977. Bibcode : 2002ApOpt..41.2973O. doi : 10.1364/ao.41.002973. ISSN  0003-6935. PMID  12027187.
  19. ^ Дуарте, Ф. Дж.; Эрлих, Дж. Дж.; Дэвенпорт, У. Э.; Тейлор, ТС (20 июля 1990 г.). «Осцилляторы на основе узкой дисперсионной лазерной лампы с накачкой лампой-вспышкой: очень низкие уровни усиленного спонтанного излучения и снижение нестабильности ширины линии». Прикладная оптика . 29 (21). Оптическое общество: 3176–9. Bibcode : 1990ApOpt..29.3176D. doi : 10.1364/ao.29.003176. ISSN  0003-6935. PMID  20567393.
  20. ^ ab Duarte, FJ; Davenport, WE; Ehrlich, JJ; Taylor, TS (1991). "Усиленный узколинейный дисперсионный лазерный генератор на красителе". Optics Communications . 84 (5–6). Elsevier BV: 310–316. Bibcode : 1991OptCo..84..310D. doi : 10.1016/0030-4018(91)90093-s. ISSN  0030-4018.
  21. ^ Дуарте, Франциско Дж. (1999-10-20). "Многопризменный решетчатый твердотельный лазерный генератор на красителе: оптимизированная архитектура". Прикладная оптика . 38 (30). Оптическое общество: 6347–9. Bibcode : 1999ApOpt..38.6347D. doi : 10.1364/ao.38.006347. ISSN  0003-6935. PMID  18324163.
  22. ^ Дуарте, Ф. Дж.; Джеймс, РО (2003-11-01). «Перестраиваемые твердотельные лазеры, включающие легированные красителем полимерные наночастичные усиливающие среды». Optics Letters . 28 (21). Оптическое общество: 2088–90. Bibcode : 2003OptL...28.2088D. doi : 10.1364/ol.28.002088. ISSN  0146-9592. PMID  14587824.
  23. ^ ab Duarte, FJ; Liao, LS; Vaeth, KM (2005-11-15). "Характеристики когерентности электрически возбужденных тандемных органических светоизлучающих диодов". Optics Letters . 30 (22). The Optical Society: 3072–4. Bibcode : 2005OptL...30.3072D. doi : 10.1364/ol.30.003072. ISSN  0146-9592. PMID  16315725.
  24. ^ ab Duarte, FJ (2007-01-26). "Когерентные электрически возбужденные органические полупроводники: видимость интерферограмм и ширина линии излучения". Optics Letters . 32 (4). The Optical Society: 412–4. Bibcode : 2007OptL...32..412D. doi : 10.1364/ol.32.000412. ISSN  0146-9592. PMID  17356670.
  25. ^ Chen, CH; Fox, JL; Duarte, FJ; Ehrlich, JJ (1988-02-01). "Характеристики генерации новых кумарин-аналоговых красителей: широкополосные и узколинейные характеристики". Applied Optics . 27 (3). The Optical Society: 443–5. Bibcode : 1988ApOpt..27..443C. doi : 10.1364/ao.27.000443. ISSN  0003-6935. PMID  20523615.
  26. ^ Дуарте, Ф. Дж. (1989). «Анализ матрицы переноса лучей многопризменных генераторов лазеров на красителях». Оптическая и квантовая электроника . 21 (1). Springer Science and Business Media LLC: 47–54. doi : 10.1007/bf02199466. ISSN  0306-8919. S2CID  122811020.
  27. ^ Duarte, FJ; Liao, LS; Vaeth, KM; Miller, AM (2006-01-13). «Широко настраиваемое зеленое лазерное излучение с использованием тетраметилового красителя кумарина 545 в качестве усиливающей среды». Журнал оптики A: Чистая и прикладная оптика . 8 (2). Издательство IOP: 172–174. Bibcode : 2006JOptA...8..172D. doi : 10.1088/1464-4258/8/2/010. ISSN  1464-4258. S2CID  120835615.
  28. ^ FJ Duarte, Электрооптическая интерферометрическая микроденситометрическая система, патент США 5255069 (1993).
  29. ^ FJ Duarte и DJ Paine, Квантово-механическое описание явлений интерференции N -щелей, в Трудах Международной конференции по лазерам '88 , RC Sze и FJ Duarte (ред.) (STS, McLean, Va, 1989) стр. 42-47.
  30. ^ FJ Duarte, в книге High Power Dye Lasers (Springer-Verlag, Берлин, 1991) Глава 2.
  31. ^ ab Duarte, FJ (1993). «Об обобщенном уравнении интерференции и интерферометрических измерениях». Optics Communications . 103 (1–2). Elsevier BV: 8–14. Bibcode : 1993OptCo.103....8D. doi : 10.1016/0030-4018(93)90634-h. ISSN  0030-4018.
  32. ^ FJ Duarte (2003). Перестраиваемая лазерная оптика . Нью-Йорк: Elsevier Academic. ISBN 978-0122226960.
  33. ^ Дуарте, Ф. Дж. (1997). «Интерференция, дифракция и преломление в обозначениях Дирака». Американский журнал физики . 65 (7). Американская ассоциация учителей физики (AAPT): 637–640. Bibcode : 1997AmJPh..65..637D. doi : 10.1119/1.18613. ISSN  0002-9505.
  34. ^ Дуарте, Ф. Дж. (2005-11-17). «Уравнения дисперсии с несколькими призмами для положительного и отрицательного преломления». Applied Physics B . 82 (1). Springer Science and Business Media LLC: 35–38. doi :10.1007/s00340-005-1996-x. ISSN  0946-2171. S2CID  120462686.
  35. ^ Дуарте, Ф. Дж. (1992-11-20). "Уравнение дисперсии полости Δλ ≈ Δθ(∂θ/∂λ) −1 : заметка о его происхождении". Прикладная оптика . 31 (33). Оптическое общество: 6979–82. doi :10.1364/ao.31.006979. ISSN  0003-6935. PMID  20802556.
  36. ^ ab Duarte, FJ (2002). «Безопасная интерферометрическая связь в свободном пространстве». Optics Communications . 205 (4–6). Elsevier BV: 313–319. Bibcode : 2002OptCo.205..313D. doi : 10.1016/s0030-4018(02)01384-6. ISSN  0030-4018.
  37. ^ abc Duarte, FJ; Taylor, TS; Black, AM; Davenport, WE; Varmette, PG (2011-02-03). "N-щелевой интерферометр для безопасной оптической связи в свободном пространстве: длина интраинтерферометрического пути 527 м". Journal of Optics . 13 (3). IOP Publishing: 035710. Bibcode :2011JOpt...13c5710D. doi :10.1088/2040-8978/13/3/035710. ISSN  2040-8978. S2CID  6086533.
  38. ^ Дуарте, Ф.Дж.; Тейлор, Т.С.; Кларк, А.Б.; Дэвенпорт, У.Э. (2009-11-25). "Интерферометр с N-щелью: расширенная конфигурация". Журнал оптики . 12 (1). Издательство IOP: 015705. doi : 10.1088/2040-8978/12/1/015705. ISSN  2040-8978. S2CID  121521124.
  39. ^ ab FJ Duarte (2014). Квантовая оптика для инженеров . Нью-Йорк: CRC. ISBN 978-1439888537.
  40. ^ abc FJ Duarte (2019). Основы квантовой запутанности . Бристоль: Институт физики. ISBN 978-0750322263.
  41. ^ Домби, Норман (2021). "Джон Клайв Уорд". Биограф. Члены R. Soc . 70 (1). Королевское общество: 419-440. doi : 10.1098/rsbm.2020.0023 . ISSN  0080-4606. S2CID  231938446.
  42. ^ Прайс, МХЛ; Уорд, Дж. К. (1947). «Эффекты угловой корреляции с аннигиляционным излучением». Nature . 160 (4065): 435. Bibcode :1947Natur.160..435P. doi : 10.1038/160435a0 . S2CID  4101513.
  43. ^ ab FJ Duarte и TS Taylor (2021). Инженерия квантовой запутанности и ее применение . Бристоль: Институт физики. ISBN 978-0750334051.
  44. ↑ Г. Шеридан , австралийский физик, удостоен медали Гатри, The Bulletin 101 (5239) 49-50 (1980).
  45. ^ Б. Мэнсфилд и М. Хатчинсон, Свобода возможностей: история Университета Маккуори 1964-1989 (Хейл и Айремонгер, Сидней, 1992)
  46. ^ FJ Duarte, Труды Международной конференции по лазерам '87 (STS Press, Mc Lean, VA, 1988).
  47. ^ "Francisco J. Duarte". Optica . 26 сентября 2018 г. Получено 5 декабря 2021 г. Дуарте был избран членом Австралийского института физики в 1987 г. В 1981 г. он присоединился к OSA после публикации одной из своих статей в Applied Optics и был избран членом в 1993 г. Он получил премию Engineering Excellence Award (1995 г.) «за изобретение N-щелевого лазерного интерферометра» и медаль Дэвида Ричардсона (2016 г.) «за основополагающий вклад в физику и технологию многопризменных решеток для узкополосных перестраиваемых лазерных генераторов и компрессии лазерных импульсов» от Optica.
  48. ^ "OSA объявляет о лауреатах нескольких наград". Physics Today . 48 (11): 104–105. 1995. Bibcode : 1995PhT....48k.104.. doi : 10.1063/1.2808274 . Получено 4 декабря 2021 г. Шесть лауреатов премии Engineering Excellence Awards от OSA: Франциско Дж. Дуарте, Джон Д. Гонглёвски, Гэри Гюнтер, Мелвин Х. Крейцер, Фрэнк Люкке и Дэвид Г. Фёльц. Дуарте, руководитель бизнеса в Eastman Kodak в Рочестере, штат Нью-Йорк, отмечен за «изобретение электрооптического когерентного интерферометра для прямого применения в диагностике изображений прозрачных поверхностей, таких как фотопленка и пленочные подложки».
  49. ^ "Премия имени Пола Ф. Формана за выдающиеся инженерные достижения". OSA.org . Получено 13 декабря 2016 г. .
  50. ^ Фотоника Спектры 50 (5), 20 (2016).
  51. ^ FJ Duarte (ред.) (2016). Tunable Laser Applications, 3-е изд . Нью-Йорк: CRC. ISBN 978-1482261066.

Внешние ссылки

В Викицитатнике есть цитаты, связанные с Ф. Дж. Дуарте .