Дуарте и Пайпер представили многопризменные решеточные резонаторы с близким к скользящему падению , которые первоначально были раскрыты как перестраиваемые лазерные генераторы с узкой шириной линии с медной лазерной накачкой. [1] [2] Впоследствии он разработал конфигурации решеток с множеством призм с узкой шириной линии для мощных CO 2 -лазерных генераторов [3] и твердотельных перестраиваемых органических лазерных генераторов. [4] [ нужна ссылка ]
С середины 1980-х до начала 1990-х годов Дуарте и ученые из Ракетного командования армии США разработали надежные лазерные генераторы с узкой шириной линии , настраиваемые непосредственно в видимом спектре. [19] [20] Это было первое открытие в открытой литературе перестраиваемого лазера с узкой шириной линии, испытанного на пересеченной местности. Это исследование привело к экспериментам с полимерными усиливающими средами, и в 1994 году Дуарте сообщил о первых перестраиваемых твердотельных лазерных генераторах на красителях с узкой шириной линии. [4] Эти архитектуры дисперсионных генераторов затем были усовершенствованы, чтобы обеспечить излучение с одной продольной модой, ограниченное только принципом неопределенности Гейзенберга . [21]
Органические средства массовой информации
Совместные с Р.О. Джеймсом исследования твердотельных органо-неорганических материалов привели к открытию усиливающих сред полимер- наночастицы и к излучению перестраиваемых 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 лазерного излучения с узкой шириной линии с использованием кумарин -тетраметиловых красителей [25] [26] , которые обеспечивают высокую эффективность преобразования и широкие возможности настройки в зеленой области электромагнитного спектра. [27]
Интерферометрия и квантовая оптика
Дуарте и его коллеги продемонстрировали наложение дифракционных картин на интерферограммы с N -щелями. Эта интерферограмма соответствует интерферометрическому символу b ( N = 3 щели) и демонстрирует дифракционную картину, наложенную на правое внешнее крыло (см. текст).
В конце 1980-х годов он изобрел цифровой лазерный интерферометр с N -щелью для применения в визуализации и микроскопии . [28] Одновременно он применил обозначения Дирака для квантовомеханического описания его интерферометрических характеристик и характеристик распространения. [29] [30] [31] Еще одним нововведением в этом интерферометре было использование чрезвычайно вытянутых гауссовых пучков с соотношением ширины к высоте до 2000:1 для освещения образца. [31]
Это исследование также привело к обобщенному интерферометрическому уравнению с N-щелями , которое затем было применено для описания классических оптических явлений, таких как интерференция , дифракция , преломление и отражение , в обобщенном и унифицированном квантовом подходе [32] [33] , который включает положительные и отрицательные рефракция. [34] Он также вывел уравнение ширины линии полости для дисперсионных лазерных генераторов, используя принципы квантовой механики. [35]
Дальнейшие разработки включают очень большие лазерные интерферометры с N -щелями для генерации и распространения интерферометрических символов для безопасной оптической связи в свободном пространстве . [36] [37] Интерферометрические символы — это термин, придуманный в 2002 году для обозначения интерефометрических сигналов с буквенно-цифровыми символами (см. легенду к рисунку). [36]
Эти эксперименты обеспечили первое наблюдение дифракционных картин, наложенных на распространяющиеся интерференционные сигналы, тем самым продемонстрировав неразрушающий (или мягкий) перехват распространяющихся интерферограмм. [37]
Результатом этого исследования, а также его применения в авиационной промышленности, стало открытие того, что лазерные интерферометры с N -щелью являются очень чувствительными детекторами турбулентности ясного воздуха . [37] [38]
Дуарте дает описание квантовой оптики, почти полностью используя обозначения Дирака, в своей книге « Квантовая оптика для инженеров ». [39] В этой книге он выводит амплитуду вероятности квантовой запутанности:
которую он называет амплитудой вероятности Прайса - Уорда с точки зрения интерферометрии N -щели . Именно это и становится вероятностью , раскрытой Прайсом и Уордом. [40] [41] [42] Дуарте также подчеркивает прагматический неинтерпретационный подход к квантовой механике. [39] [40] [43]
В 1983 году Дуарте отправился в Соединенные Штаты, чтобы занять должность профессора физики в Университете Алабамы . В 1985 году он присоединился к исследовательским лабораториям изображений компании Eastman Kodak , где оставался до 2006 года. В Kodak он был председателем конференции Lasers '87 и последующих конференций этой серии. [46] Дуарте долгое время сотрудничал с Ракетным командованием армии США и Авиационным и ракетным командованием армии США , где он участвовал (вместе с Р.В. Конрадом и Т.С. Тейлором [20] ) в исследованиях направленной энергии .
В 1995 году он получил премию за инженерное мастерство «за изобретение электрооптического когерентного интерферометра для прямого применения в диагностике изображений прозрачных поверхностей, таких как фотопленка и пленочные подложки». [48] [49] , а в 2016 году он был награжден премией Медаль Дэвида Ричардсона за «выдающийся вклад в физику и технологию многопризменных матриц для перестраиваемых лазерных генераторов с узкой шириной линии и сжатия лазерных импульсов» [50] от Оптического общества.
^ Дуарте, Ф.Дж.; Пайпер, Дж. А. (15 июня 1981 г.). «Предварительно расширенный призменный резонатор решетки скользящего падения для импульсных лазеров на красителях». Прикладная оптика . Оптическое общество. 20 (12): 2113–6. Бибкод : 1981ApOpt..20.2113D. дои : 10.1364/ao.20.002113. ISSN 0003-6935. ПМИД 20332895.
^ аб Дуарте, Ф.Дж.; Пайпер, Джеймс А. (1 мая 1984 г.). «Узкая ширина линии, высокочастотные генераторы на красителях с медной лазерной накачкой». Прикладная оптика . Оптическое общество. 23 (9): 1391–1394. Бибкод : 1984ApOpt..23.1391D. дои : 10.1364/ao.23.001391. ISSN 0003-6935. ПМИД 18212837.
^ Дуарте, FJ (1 мая 1985 г.). «Многопризменные лазеры Литтроу и импульсные CO 2 -лазеры скользящего падения». Прикладная оптика . Оптическое общество. 24 (9): 1244–1245. Бибкод : 1985ApOpt..24.1244D. дои : 10.1364/ao.24.001244. ISSN 0003-6935. ПМИД 18223701.
^ Аб Дуарте, FJ (20 июня 1994 г.). «Твердотельные генераторы лазеров на красителях с многопризменной решеткой». Прикладная оптика . Оптическое общество. 33 (18): 3857–3860. Бибкод : 1994ApOpt..33.3857D. дои : 10.1364/ao.33.003857. ISSN 0003-6935. ПМИД 20935726.
^ аб Дуарте, Ф.Дж.; Пайпер, Дж. А. (1982). «Теория дисперсии многопризменных расширителей луча для импульсных лазеров на красителях». Оптические коммуникации . Эльзевир Б.В. 43 (5): 303–307. Бибкод : 1982OptCo..43..303D. дои : 10.1016/0030-4018(82)90216-4. ISSN 0030-4018.
^ Дуарте, FJ (1987). «Обобщенная теория многопризменной дисперсии для сжатия импульсов в сверхбыстрых лазерах на красителях». Оптическая и квантовая электроника . ООО «Спрингер Сайенс энд Бизнес Медиа». 19 (4): 223–229. дои : 10.1007/bf02032516. ISSN 0306-8919. S2CID 123209183.
^ Дуарте, FJ (3 апреля 2009 г.). «Обобщенная теория многопризменной дисперсии для сжатия лазерных импульсов: производные по фазе более высокого порядка». Прикладная физика Б. ООО «Спрингер Сайенс энд Бизнес Медиа». 96 (4): 809–814. Бибкод : 2009ApPhB..96..809D. дои : 10.1007/s00340-009-3475-2. ISSN 0946-2171. S2CID 122996664.
^ ab FJ Дуарте и Л.В. Хиллман (ред.) (1990). Принципы работы лазера на красителях . Нью-Йорк: Академик. ISBN978-0122227004.
^ Ф. Дж. Дуарте (ред.) (1995). Справочник по перестраиваемым лазерам . Нью-Йорк: Академик. ISBN978-0122226953.
^ Зигнер, Ю; Ахерманн, М; Келлер, Ю (9 октября 2001 г.). «Фемтосекундная спектроскопия с пространственным разрешением за пределами дифракционного предела». Измерительная наука и технология . Издательство ИОП. 12 (11): 1847–1857. Бибкод : 2001MeScT..12.1847S. дои : 10.1088/0957-0233/12/11/313. ISSN 0957-0233. S2CID 250883209.
^ Панг, LY; Кинтцер, ЕС; Фудзимото, Д.Г. (15 ноября 1992 г.). «Генерация ультракоротких импульсов из мощных диодных матриц с использованием внутрирезонаторных оптических нелинейностей». Оптические письма . Оптическое общество. 17 (22): 1599–1601. Бибкод : 1992OptL...17.1599P. дои : 10.1364/ол.17.001599. ISSN 0146-9592. ПМИД 19798258.
^ аб Дуарте, Ф.Дж.; Пайпер, Дж. А. (1 августа 1982 г.). «Сравнение резонаторов призмы-расширителя и решетки скользящего падения для лазеров на красителях с медной лазерной накачкой». Прикладная оптика . Оптическое общество. 21 (15): 2782–6. Бибкод : 1982ApOpt..21.2782D. дои : 10.1364/ao.21.002782. ISSN 0003-6935. ПМИД 20396117.
^ Сингх, Сунита; Дасгупта, К.; Кумар, С.; Манохар, КГ; Наир, LG; Чаттерджи, Великобритания (1 июня 1994 г.). «Мощный и часто повторяющийся лазер на красителе с накачкой из паров меди». Оптическая инженерия . SPIE-Intl Soc Optical Eng. 33 (6): 1894–1904. Бибкод : 1994OptEn..33.1894S. дои : 10.1117/12.168243. ISSN 0091-3286.
^ Сугияма, Акира; Накаяма, Т.; Като, М.; Маруяма, Ю.; Арисава, Т. (1 апреля 1996 г.). «Характеристики одномодового лазерного генератора на красителе с настройкой по давлению и накачкой лазером на парах меди». Оптическая инженерия . SPIE-Intl Soc Optical Eng. 35 (4): 1093–1097. Бибкод : 1996OptEn..35.1093S. дои : 10.1117/1.600726. ISSN 0091-3286.
^ Сингх, Нагешвар (1 октября 2006 г.). «Влияние оптической неоднородности усиливающей среды на полосу пропускания высокоскоростного лазера на красителе с накачкой лазером на парах меди». Оптическая инженерия . SPIE-Intl Soc Optical Eng. 45 (10): 104204. Бибкод : 2006OptEn..45j4204S. дои : 10.1117/1.2363168. ISSN 0091-3286.
^ Дуарте, FJ (2010). «Перестраиваемые лазеры для лазерного разделения изотопов атомных паров: вклад Австралии» (PDF) . Австралийская физика . 47 (2): 38–40.
^ Оливарес, Игнасио Э.; Дуарте, Андрес Э.; Саравиа, Эдуардо А.; Дуарте, Франсиско Дж. (20 мая 2002 г.). «Разделение изотопов лития с помощью перестраиваемых диодных лазеров». Прикладная оптика . Оптическое общество. 41 (15): 2973–2977. Бибкод : 2002ApOpt..41.2973O. дои : 10.1364/ao.41.002973. ISSN 0003-6935. ПМИД 12027187.
^ Дуарте, Ф.Дж.; Эрлих, Дж. Дж.; Давенпорт, МЫ; Тейлор, Т.С. (20 июля 1990 г.). «Дисперсионные лазерные генераторы на красителях с узкой шириной линии, накачиваемые лампой-вспышкой: очень низкие уровни усиленного спонтанного излучения и уменьшение нестабильности ширины линии». Прикладная оптика . Оптическое общество. 29 (21): 3176–9. Бибкод : 1990ApOpt..29.3176D. дои : 10.1364/ao.29.003176. ISSN 0003-6935. ПМИД 20567393.
^ аб Дуарте, Ф.Дж.; Давенпорт, МЫ; Эрлих, Дж. Дж.; Тейлор, Т.С. (1991). «Надежный дисперсионный лазерный генератор на красителях с узкой шириной линии». Оптические коммуникации . Эльзевир Б.В. 84 (5–6): 310–316. Бибкод : 1991OptCo..84..310D. дои : 10.1016/0030-4018(91)90093-с. ISSN 0030-4018.
^ Дуарте, Франсиско Дж. (20 октября 1999 г.). «Твердотельный лазерный генератор на красителе с многопризменной решеткой: оптимизированная архитектура». Прикладная оптика . Оптическое общество. 38 (30): 6347–9. Бибкод : 1999ApOpt..38.6347D. дои : 10.1364/ao.38.006347. ISSN 0003-6935. ПМИД 18324163.
^ Дуарте, Ф.Дж.; Джеймс, Р.О. (1 ноября 2003 г.). «Перестраиваемые твердотельные лазеры, включающие усиливающую среду из полимера и наночастиц, легированную красителем». Оптические письма . Оптическое общество. 28 (21): 2088–90. Бибкод : 2003OptL...28.2088D. дои : 10.1364/ол.28.002088. ISSN 0146-9592. ПМИД 14587824.
^ аб Дуарте, Ф.Дж.; Ляо, Л.С.; Ваэт, К.М. (15 ноября 2005 г.). «Характеристики когерентности электрически возбужденных тандемных органических светодиодов». Оптические письма . Оптическое общество. 30 (22): 3072–4. Бибкод : 2005OptL...30.3072D. дои : 10.1364/ол.30.003072. ISSN 0146-9592. ПМИД 16315725.
^ Аб Дуарте, FJ (26 января 2007 г.). «Когерентные электрически возбужденные органические полупроводники: видимость интерферограмм и ширина линии излучения». Оптические письма . Оптическое общество. 32 (4): 412–4. Бибкод : 2007OptL...32..412D. дои : 10.1364/ол.32.000412. ISSN 0146-9592. ПМИД 17356670.
^ Чен, CH; Фокс, Дж.Л.; Дуарте, Ф.Дж.; Эрлих, Джей-Джей (1 февраля 1988 г.). «Лазерные характеристики новых красителей-аналогов кумарина: широкополосная и узкая ширина линий». Прикладная оптика . Оптическое общество. 27 (3): 443–5. Бибкод : 1988ApOpt..27..443C. дои : 10.1364/ao.27.000443. ISSN 0003-6935. ПМИД 20523615.
^ Дуарте, Ф.Дж.; Ляо, Л.С.; Ваэт, К.М.; Миллер, AM (13 января 2006 г.). «Широко настраиваемое зеленое лазерное излучение с использованием тетраметилового красителя кумарина 545 в качестве усиливающей среды». Журнал оптики A: Чистая и прикладная оптика . Издательство ИОП. 8 (2): 172–174. Бибкод : 2006JOptA...8..172D. дои : 10.1088/1464-4258/8/2/010. ISSN 1464-4258. S2CID 120835615.
^ Ф. Дж. Дуарте, Система электрооптического интерферометрического микроденситометра, патент США 5255069 (1993).
^ Ф. Дж. Дуарте и Д. Д. Пейн, Квантово-механическое описание явлений интерференции с N -щелями, в Трудах Международной конференции по лазерам '88 , Р. К. Сзе и Ф. Дж. Дуарте (ред.) (STS, Маклин, Вирджиния, 1989), стр. 42- 47.
^ Ф. Дж. Дуарте, в книге «Высокомощные лазеры на красителях» (Springer-Verlag, Берлин, 1991), Глава 2.
^ Ф. Дж. Дуарте (2003). Перестраиваемая лазерная оптика . Нью-Йорк: Elsevier Academic. ISBN978-0122226960.
^ Дуарте, FJ (1997). «Интерференция, дифракция и преломление в обозначениях Дирака». Американский журнал физики . Американская ассоциация учителей физики (AAPT). 65 (7): 637–640. Бибкод : 1997AmJPh..65..637D. дои : 10.1119/1.18613. ISSN 0002-9505.
^ Дуарте, FJ (17 ноября 2005 г.). «Многопризменные дисперсионные уравнения положительного и отрицательного преломления». Прикладная физика Б. ООО «Спрингер Сайенс энд Бизнес Медиа». 82 (1): 35–38. doi : 10.1007/s00340-005-1996-x. ISSN 0946-2171. S2CID 120462686.
^ Дуарте, FJ (20 ноября 1992 г.). «Дисперсионное уравнение полости Δλ ≈ Δθ(∂θ/∂λ) −1 : примечание о его происхождении». Прикладная оптика . Оптическое общество. 31 (33): 6979–82. дои : 10.1364/ao.31.006979. ISSN 0003-6935. ПМИД 20802556.
^ Аб Дуарте, FJ (2002). «Безопасная интерферометрическая связь в свободном космосе». Оптические коммуникации . Эльзевир Б.В. 205 (4–6): 313–319. Бибкод : 2002OptCo.205..313D. дои : 10.1016/s0030-4018(02)01384-6. ISSN 0030-4018.
^ abc Дуарте, FJ; Тейлор, Т.С.; Блэк, AM; Давенпорт, МЫ; Варметт, PG (3 февраля 2011 г.). «Интерферометр с N-щелью для безопасной оптической связи в свободном пространстве: длина внутриинтерферометрического пути 527 м». Журнал оптики . Издательство ИОП. 13 (3): 035710. Бибкод : 2011JOpt...13c5710D. дои : 10.1088/2040-8978/13/3/035710. ISSN 2040-8978. S2CID 6086533.
^ Дуарте, Ф.Дж.; Тейлор, Т.С.; Кларк, AB; Давенпорт, МЫ (25 ноября 2009 г.). «Интерферометр с N-щелью: расширенная конфигурация». Журнал оптики . Издательство ИОП. 12 (1): 015705. doi :10.1088/2040-8978/12/1/015705. ISSN 2040-8978. S2CID 121521124.
^ ab FJ Дуарте (2014). Квантовая оптика для инженеров . Нью-Йорк: CRC. ISBN978-1439888537.
^ abc FJ Дуарте (2019). Основы квантовой запутанности . Бристоль: Институт физики. ISBN978-0750322263.
^ ab FJ Дуарте и Т. С. Тейлор (2021). Квантовая запутанность и ее приложения . Бристоль: Институт физики. ISBN978-0750334051.
^ Дж. Шеридан , австралийский физик, выигрывает медаль Гатри, The Bulletin 101 (5239) 49-50 (1980).
^ Б. Мэнсфилд и М. Хатчинсон, Свобода возможностей: история Университета Маккуори, 1964–1989 (Хейл и Иремонгер, Сидней, 1992)
^ Ф. Дж. Дуарте, Труды Международной конференции по лазерам '87 (STS Press, Мак-Лин, Вирджиния, 1988).
^ "Франсиско Дж. Дуарте". Оптика . 26 сентября 2018 года . Проверено 5 декабря 2021 г. Дуарте был избран научным сотрудником Австралийского института физики в 1987 году. В 1981 году он присоединился к OSA после публикации одной из своих статей в журнале «Прикладная оптика» и был избран научным сотрудником в 1993 году. Он получил премию за выдающиеся инженерные достижения (1995 г.). за изобретение лазерного интерферометра с N-щелью» и медаль Дэвида Ричардсона (2016 г.) «за плодотворный вклад в физику и технологию многопризменных матриц для перестраиваемых лазерных генераторов с узкой шириной линии и сжатия лазерных импульсов» от Optica.
^ «OSA объявляет лауреатов нескольких наград» . Физика сегодня . 48 (11): 104–105. 1995. Бибкод : 1995PhT....48k.104.. doi : 10.1063/1.2808274 . Проверено 4 декабря 2021 г. Шесть лауреатов премии за выдающиеся инженерные достижения от OSA: Франсиско Дж. Дуарте, Джон Д. Гонглевски, Гэри Гюнтер, Мелвин Х. Крейцер, Фрэнк Люке и Дэвид Г. Фельц. Дуарте, руководитель компании Eastman Kodak в Рочестере, штат Нью-Йорк, получил признание за «изобретение электрооптического когерентного интерферометра для прямого применения в диагностике изображений прозрачных поверхностей, таких как фотопленка и пленочные подложки».
^ "Награда Пола Ф. Формана за выдающиеся инженерные достижения" . OSA.org . Проверено 13 декабря 2016 г.