Robert W. Boyd - Robert W. Boyd
Robert Boyd | |
---|---|
narozený | Robert William Boyd 8. března 1948[1] |
Národnost | Spojené státy |
Alma mater |
|
Ocenění |
|
Vědecká kariéra | |
Pole | |
Instituce | |
Teze | Infračervený upconverter pro astronomické zobrazování (1977) |
Doktorský poradce | Charles H. Townes[3][4] |
webová stránka |
Robert William Boyd (narozen 8. března 1948) je americký fyzik známý pro svou práci v optická fyzika a zejména v nelineární optika. V současné době je Laureát kanadského výzkumného křesla v kvantové nelineární optice se sídlem na univerzitě v Ottawě jmenován profesorem fyziky na Fakultě elektrotechniky a informatiky na University of Ottawa, a profesor optiky a profesor fyziky na University of Rochester.[5][6][7][8][9]
Vzdělání a kariéra
Robert Boyd se narodil v roce Buvol, New York. Získal a Bakalář věd titul z fyziky z Massachusetts Institute of Technology (MIT) a a Ph.D. ve fyzice z University of California, Berkeley. Na jeho disertační práci dohlížel Charles Townes[3][4][10] a zahrnuje použití nelineárních optických technik v infračervené detekci pro astronomii. Profesor Boyd se připojil k fakultě University of Rochester v roce 1977 a v roce 2001 se stal M. Parker Givens Profesor optiky a profesor fyziky. V roce 2010 se stal profesorem fyziky a Canada Excellence Research Chair v kvantová nelineární optika na University of Ottawa. Mezi jeho výzkumné zájmy patří studie „Pomalé“ a „rychlé“ šíření světla, kvantové zobrazování techniky, nelineární optický interakce, studie nelineárních optických vlastností materiálů a vývoj fotonických zařízení včetně fotonické biosenzory. Boyd napsal dvě knihy, společně upravil dvě antologie, publikoval přes 500 výzkumných prací a získal pět patentů. V roce 2009 je příjemcem Willis E. Lamb Cena za laserovou vědu a kvantovou optiku a držitel ceny Charlese H Townese za rok 2016. Je to kolega z Americká fyzická společnost (APS) Optická společnost Ameriky (OSA), Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) a SPIE. Předsedal divizi laserové vědy APS a byl ředitelem OSA. Boyd působil jako člen redakční rady Dopisy o fyzické kontrole a rady recenzentů z Vědecký časopis. Má h-index 78 (podle Google Scholar [2]).
Výzkum
Boydovy výzkumné zájmy jsou uvnitř Nelineární optika, Fotonika, Optická fyzika, Nanofotonika a Kvantová optika.[2]
Pomalé a rychlé světlo
Boyd významně přispěl k oblasti výzkumu, která je známá hovorově jako pomalé a rychlé světlo. Krátce po rozvinutí velkého zájmu v této oblasti v roce 2000 si uvědomil, že v pevných látkách je možné vytvářet efekty pomalého a rychlého světla.[11][12][13] Do té doby většina pracovníků využívala systémy volných atomů, jako jsou atomové páry a Bose-Einsteinovy kondenzáty, pro řízení skupinové rychlosti světla. Uvědomení si, že u pevných látek při pokojové teplotě lze dosáhnout efektů pomalého světla, umožnilo vývoj mnoha aplikací těchto efektů v oblasti fotoniky. Zejména se svými studenty propagoval použití koherentních populačních oscilací jako mechanismu pro produkci pomalého a rychlého světla v pevných látkách při pokojové teplotě.[11][12][13] Jeho práce vedla k ocenění široké škály exotických efektů, které mohou nastat při šíření světla těmito strukturami, včetně pozorování „zpětného“ šíření světla.[14] Boyd také pomohl při vývoji dalších metod pomalého světla, jako je stimulovaný Brillouinův rozptyl.[15] V poslední době přešel k vyšetřování aplikací pomalého světla pro ukládání do vyrovnávací paměti[16] a regenerace signálu.[17] Rovněž dospěl k poznání, že k dosažení enormního vylepšení rozlišení interferometrických spektrometrů lze použít metody pomalého světla,[18][19] a v současné době pracuje na vývoji spektrometrů založených na tomto principu. Jako jediný údaj o dopadu Robertovy práce na pomalé a rychlé světlo, jeho vědecký článek[12] byl citován 523 krát.
Kvantové zobrazování
Boyd pomohl při vytváření a vývoji oblasti kvantového zobrazování. Toto pole využívá kvantové vlastnosti světla, jako je mačkání a zapletení, k provádění formování obrazu s vyšším rozlišením nebo citlivostí, než jaké lze dosáhnout použitím klasických světelných zdrojů. Jeho výzkumné příspěvky v této oblasti zahrnovaly studie povahy polohy a zapletení hybnosti,[20] schopnost vtisknout mnoho bitů informací na jeden foton,[21] a studie k identifikaci kvantové nebo klasické povahy zobrazování shody.[22][23] Tato druhá práce vedla komunitu k uvědomění, že klasické korelace lze občas použít k napodobení efektů, které se zdají být kvantového původu, ale s použitím mnohem jednodušších laboratorních implementací.
Účinky lokálního pole a měření Lorentzova červeného posunu
Boyd provedl základní studie povahy efektů lokálního pole v optických materiálech, včetně hustých atomových par. Klíčovým výsledkem této práce bylo první měření[24] Lorentzova červeného posunu, posun linie atomové absorpce v důsledku účinků lokálního pole. Tento červený posun předpověděl Lorentz ve druhé polovině devatenáctého století, ale nikdy předtím nebyl experimentálně pozorován. Kromě potvrzení této staleté predikce je tato práce významná i při potvrzování platnosti lorentzovského lokálního pole formalismu i za podmínek spojených s rezonanční odpovědí atomových par.
Vývoj kompozitních nelineárních optických materiálů
Boyd převzal vedoucí úlohu při využívání efektů místního pole k přizpůsobení nelineární optické odezvy kompozitních optických materiálů a struktur. Spolu s Johnem Sipem předpovídal, že kompozitní materiály mohou mít nelineární odezvu převyšující reakce jejich složek[25] a demonstroval tuto vylepšenou nelineární optickou odezvu v materiálech včetně nelineárních optických materiálů,[26] elektrooptické materiály,[27] a fotonické bandgapové struktury.[28] Podobné typy vylepšení se mohou vyskytnout u systémů s vlákny a nanofabrikovanými prstencovými rezonátory,[29] s důležitými aplikacemi ve fotonickém přepínání[30] a snímání biologických patogenů.[31]
Základy nelineární optiky
Boyd rovněž přispěl k celkovému růstu oblasti nelineární optiky.[32] Snad jeho největším přínosem byla učebnice Nelineární optika.[33] Kniha byla oceněna za její pedagogickou přehlednost. Stalo se standardním referenčním dílem v této oblasti a dosud se prodalo přes 12 000 kopií. V 80. letech navíc provedl laboratorní a teoretické studie o roli Rabiho oscilace při určování podstaty čtyřvlnného směšovacího zpracování v silně poháněných atomových parách.[34][35] Tato práce měla trvalý dopad na pole, přičemž jeden konkrétní článek byl citován 293krát.[34]
Ceny a vyznamenání
- Blythe Lektor, Katedra fyziky, University of Toronto, 1987-1988.
- Chlapík, Optická společnost Ameriky, 1998.
- Chlapík, Americká fyzická společnost, 2001.
- Památná přednáška Herta Leng, Rensselaer Polytechnic Institute, 13. dubna 2005.
- Přednášející v seriálu Frontiers In Spectroscopy na Ohio State University, Leden 2006.
- Výzkum zvolil Objevte časopis být jedním z top 100 výzkumných příběhů roku 2006 (z nichž pouze šest bylo ve fyzice).
- Výzkum popsaný v New York Times, 16. května 2006.
- Willis E. Lamb Cena za laserovou vědu a kvantovou optiku, 2009.
- Humboldtova cena pro fyziku, 2010.
- Canada Excellence Research Chair v kvantové nelineární optice, 2010.
- Chlapík, SPIE, 2014.
- Cena Quantum Electronics, IEEE Photonics Society, 2014.
- Čestný doktorát, University of Glasgow, 2014.
- IEEE Photonics Society Distinguished Lecturer, 2015-2016.
- Cena Arthura L. Schawlowa v laserové vědě, Americká fyzická společnost, 2016.
- Cena Charlese Harda Townese, Optická společnost, 2016.
- Člen týmu Royal Society of Canada, 2019.[36]
Publikace
Scholia má profil pro Robert W. Boyd (Q93819). |
Boydova práce byla široce publikována v knihách a recenzováno vědecké časopisy, počítaje v to Věda[12][13][37][38][39][40][41][42][43][44] a Příroda[45][46] a Dopisy o fyzické kontrole.[15]
Knihy
- Radiometrie a detekce optického záření Autor: R.W. Boyd (1983).
- Optické nestability Editoval R.W. Boyd, M. G. Raymer a L. M. Narducci (1986).
- Nelineární optika R.W. Boyd, Nonlinear Optics (1991, 2002 a 2008).[33]
- Současná nelineární optika Upravil G.P. Agrawal a R.W. Boyd (1991).
Reference
- ^ Američtí muži a ženy vědy, Thomson Gale, 2004.
- ^ A b C Robert W. Boyd publikace indexované podle Google Scholar
- ^ A b Boyd, Robert (2015). „Charles H. Townes (1915–2015) Laserový spoluvynálezce, astrofyzik a americký prezidentský poradce“. Příroda. 519 (7543): 292. Bibcode:2015 Natur.519..292B. doi:10.1038 / 519292a. PMID 25788091.
- ^ A b Boyd, R. W .; Townes, C. H. (1977). "Infračervený upconverter pro astronomické zobrazování". Aplikovaná fyzikální písmena. 31 (7): 440. Bibcode:1977ApPhL..31..440B. doi:10.1063/1.89733.
- ^ „Katedra fyziky, University of Ottawa“. University of Ottawa.
- ^ „The Optics Institute, University of Rochester“. University of Rochester.
- ^ „Seznam laureátů Kanadských výzkumných židlí“. CERC.
- ^ Publikace Roberta W. Boyda indexováno podle Scopus bibliografická databáze. (vyžadováno předplatné)
- ^ „Technická fakulta uOttawa, seznam křížově jmenovaných členů fakulty“. Inženýrství. Citováno 2019-11-01.
- ^ Boyd, Robert William (1977). Infračervený upconverter pro astronomické zobrazování (Disertační práce). University of California, Berkeley. OCLC 21059058. ProQuest 302864239.
- ^ A b Bigelow, M .; Lepeshkin, N .; Boyd, R. (2003). "Pozorování šíření ultrafialového světla v rubínovém krystalu při pokojové teplotě". Dopisy o fyzické kontrole. 90 (11): 113903. Bibcode:2003PhRvL..90k3903B. doi:10.1103 / PhysRevLett.90.113903. PMID 12688928.
- ^ A b C d Bigelow, M. S .; Lepeshkin, N. N .; Boyd, R. W. (2003). "Superluminální a pomalé šíření světla v pevné látce o pokojové teplotě". Věda. 301 (5630): 200–2. Bibcode:2003Sci ... 301..200B. doi:10.1126 / science.1084429. PMID 12855803. S2CID 45212156.
- ^ A b C Gehring, G. M .; Schweinsberg, A; Barsi, C; Kostinski, N; Boyd, R. W. (2006). Msgstr "Pozorování zpětného šíření impulzů médiem se zápornou rychlostí skupiny". Věda. 312 (5775): 895–7. Bibcode:2006Sci ... 312..895G. doi:10.1126 / science.1124524. PMID 16690861. S2CID 28800603.
- ^ Schweinsberg, A .; Lepeshkin, N. N .; Bigelow, M. S .; Boyd, R. W .; Jarabo, S. (2006). "Pozorování superluminálního a pomalého šíření světla v optickém vlákně dopovaném erbiem". Europhysics Letters (EPL). 73 (2): 218–224. Bibcode:2006EL ..... 73..218S. CiteSeerX 10.1.1.205.5564. doi:10.1209 / epl / i2005-10371-0.
- ^ A b Okawachi, Y .; Bigelow, M .; Sharping, J .; Zhu, Z .; Schweinsberg, A .; Gauthier, D .; Boyd, R .; Gaeta, A. (2005). „Laditelné plně optické zpoždění prostřednictvím Brillouinova pomalého světla v optickém vlákně“. Dopisy o fyzické kontrole. 94 (15): 153902. Bibcode:2005PhRvL..94o3902O. doi:10.1103 / PhysRevLett.94.153902. PMID 15904146. S2CID 11083380.
- ^ Boyd, R .; Gauthier, D .; Gaeta, A .; Willner, A. (2005). "Maximální časové zpoždění dosažitelné při šíření pomalým světlem". Fyzický přehled A. 71 (2): 023801. Bibcode:2005PhRvA..71b3801B. doi:10.1103 / PhysRevA.71.023801. S2CID 16894355.
- ^ Shi, Z .; Schweinsberg, A .; Vornehm, J. E .; Martínez Gámez, M. A .; Boyd, R. W. (2010). "Nízké zkreslení, plynule nastavitelné, pozitivní a negativní časové zpoždění pomalým a rychlým světlem pomocí stimulovaného Brillouinova rozptylu". Fyzikální písmena A. 374 (39): 4071–4074. Bibcode:2010PhLA..374,4071S. doi:10.1016 / j.physleta.2010.08.012.
- ^ Shi, Z .; Boyd, R. W .; Gauthier, D. J .; Dudley, C. C. (2007). „Zvýšení spektrální citlivosti interferometrů pomocí pomalého média“. Optická písmena. 32 (8): 915–7. Bibcode:2007OptL ... 32..915S. doi:10,1364 / OL.32.000915. PMID 17375152. S2CID 34188673.
- ^ Shi, Z .; Boyd, R .; Camacho, R .; Vudyasetu, P .; Howell, J. (2007). "Interferometr s pomalou světelnou Fourierovou transformací". Dopisy o fyzické kontrole. 99 (24): 240801. Bibcode:2007PhRvL..99x0801S. doi:10.1103 / PhysRevLett.99.240801. PMID 18233433.
- ^ Howell, J. C .; Bennink, R. S .; Bentley, S. J .; Boyd, R. W. (2004). „Realizace paradoxu Einstein-Podolsky-Rosen pomocí fotonů spletených momentem a pozicí ze spontánní parametrické konverze dolů“ (PDF). Dopisy o fyzické kontrole. 92 (21): 210403. Bibcode:2004PhRvL..92u0403H. doi:10.1103 / PhysRevLett.92.210403. PMID 15245267. S2CID 1945549.
- ^ Broadbent, C. J .; Zerom, P .; Shin, H .; Howell, J. C .; Boyd, R. W. (2009). "Rozlišující ortogonální jednofotonové obrazy". Fyzický přehled A. 79 (3): 033802. Bibcode:2009PhRvA..79c3802B. doi:10.1103 / PhysRevA.79.033802.
- ^ Bennink, R .; Bentley, S .; Boyd, R. (2002). ""Two-Photon "Coincidence Imaging with a Classical Source". Dopisy o fyzické kontrole. 89 (11): 113601. Bibcode:2002PhRvL..89k3601B. doi:10.1103 / PhysRevLett.89.113601. PMID 12225140.
- ^ Bennink, R .; Bentley, S .; Boyd, R .; Howell, J. (2004). "Kvantové a klasické zobrazování náhod". Dopisy o fyzické kontrole. 92 (3): 033601. Bibcode:2004PhRvL..92c3601B. doi:10.1103 / PhysRevLett.92.033601. PMID 14753874.
- ^ Maki, J .; Malcuit, M .; Sipe, J .; Boyd, R. (1991). "Lineární a nelineární optická měření lokálního pole Lorentz". Dopisy o fyzické kontrole. 67 (8): 972–975. Bibcode:1991PhRvL..67..972M. doi:10.1103 / PhysRevLett.67,972. PMID 10045037.
- ^ Sipe, J. E .; Boyd, R. W. (1992). "Nelineární susceptibilita kompozitních optických materiálů v modelu Maxwell Garnett". Fyzický přehled A. 46 (3): 1614–1629. Bibcode:1992PhRvA..46.1614S. doi:10.1103 / physreva.46.1614. PMID 9908285.
- ^ Fischer, G .; Boyd, R .; Gehr, R .; Jenekhe, S .; Osaheni, J .; Sipe, J .; Weller-Brophy, L. (1995). "Vylepšená nelineární optická odezva kompozitních materiálů". Dopisy o fyzické kontrole. 74 (10): 1871–1874. Bibcode:1995PhRvL..74.1871F. doi:10.1103 / PhysRevLett.74.1871. PMID 10057778.
- ^ Nelson, R.L .; Boyd, R. W. (1999). "Vylepšená elektrooptická odezva vrstvených kompozitních materiálů". Aplikovaná fyzikální písmena. 74 (17): 2417. Bibcode:1999ApPhL..74,2417N. doi:10.1063/1.123866.
- ^ Lepeshkin, N .; Schweinsberg, A .; Piredda, G .; Bennink, R .; Boyd, R. (2004). „Vylepšená nelineární optická odezva jednorozměrných kovově-dielektrických fotonických krystalů“ (PDF). Dopisy o fyzické kontrole. 93 (12): 123902. Bibcode:2004PhRvL..93l3902L. doi:10.1103 / PhysRevLett.93.123902. PMID 15447264. S2CID 373742.
- ^ Heebner, J. E.; Boyd, R. W. (1999). „Vylepšené všeoptické přepínání pomocí nelineárního prstencového rezonátoru“ (PDF). Optická písmena. 24 (12): 847–9. Bibcode:1999OptL ... 24..847H. doi:10,1364 / ol. 24,000847. PMID 18073873. S2CID 8732333.
- ^ Heebner, J. E.; Lepeshkin, N. N .; Schweinsberg, A; Wicks, G. W .; Boyd, R. W .; Grover, R; Ho, P. T. (2004). "Vylepšená lineární a nelineární optická fázová odezva Al Ga Tak jako mikroringové rezonátory ". Optická písmena. 29 (7): 769–71. Bibcode:2004OptL ... 29..769H. doi:10,1364 / ol. 29,000769. PMID 15072386. S2CID 6681651.
- ^ Boyd, R. W .; Heebner, J. E. (2001). "Citlivý diskový rezonátor, fotonický biosenzor". Aplikovaná optika. 40 (31): 5742–7. Bibcode:2001ApOpt..40,5742B. doi:10,1364 / AO.40.005742. PMID 18364865.
- ^ Boyd, Robert. „Kvantová nelineární optika: nelineární optika splňuje kvantový svět“. SPIE Newsroom. Citováno 29. února 2016.
- ^ A b R. W. Boyd (2008). Nelineární optika (Třetí vydání.). Orlando: Academic Press.
- ^ A b Boyd, R .; Raymer, M .; Narum, P .; Harter, D. (1981). "Čtyřvlnové parametrické interakce v silně poháněném dvoustupňovém systému". Fyzický přehled A. 24 (1): 411–423. Bibcode:1981PhRvA..24..411B. doi:10.1103 / PhysRevA.24.411.
- ^ Harter, D .; Narum, P .; Raymer, M .; Boyd, R. (1981). "Čtyřvlnná parametrická amplifikace postranních pásem Rabi v sodíku". Dopisy o fyzické kontrole. 46 (18): 1192–1195. Bibcode:1981PhRvL..46.1192H. doi:10.1103 / PhysRevLett.46.1192.
- ^ „Královská společnost Kanady vítá 11 výzkumníků uOttawy“. University of Ottawa. Citováno 15. září 2019.
- ^ Bauer, T; Banzer, P; Karimi, E; Orlov, S; Rubano, A; Marrucci, L; Santamato, E; Boyd, R. W .; Leuchs, G (2015). "Optika. Pozorování optické polarizace Möbiusových proužků". Věda. 347 (6225): 964–6. Bibcode:2015Sci ... 347..964B. doi:10.1126 / science.1260635. PMID 25636796. S2CID 206562350.
- ^ Franke-Arnold, S; Gibson, G; Boyd, R. W.; Padgett, M. J. (2011). "Rotační fotonový odpor vylepšený médiem s pomalým světlem". Věda. 333 (6038): 65–7. Bibcode:2011Sci ... 333 ... 65F. doi:10.1126 / science.1203984. PMID 21719672. S2CID 206533289.
- ^ Leach, J; Jack, B; Romero, J; Jha, A. K .; Yao, A. M .; Franke-Arnold, S; Irsko, D. G .; Boyd, R. W.; Barnett, S. M .; Padgett, M. J. (2010). "Kvantové korelace v proměnných optického úhlu - orbitální moment hybnosti". Věda. 329 (5992): 662–5. Bibcode:2010Sci ... 329..662L. doi:10.1126 / science.1190523. PMID 20689014. S2CID 206526900.
- ^ Boyd, R. W .; Gauthier, D. J. (2009). "Řízení rychlosti světelných pulsů" (PDF). Věda. 326 (5956): 1074–7. Bibcode:2009Sci ... 326.1074B. CiteSeerX 10.1.1.630.2223. doi:10.1126 / science.1170885. PMID 19965419. S2CID 2370109.
- ^ Boyd, R. W. (2008). „Fyzika. Nechte kvantovou mechaniku vylepšit vaše obrazy“. Věda. 321 (5888): 501–2. doi:10.1126 / science.1161439. PMID 18653872. S2CID 206514485.
- ^ Zhu, Z; Gauthier, D. J .; Boyd, R. W. (2007). "Uložené světlo v optickém vlákně prostřednictvím stimulovaného Brillouinova rozptylu". Věda. 318 (5857): 1748–50. Bibcode:2007Sci ... 318.1748Z. doi:10.1126 / science.1149066. PMID 18079395. S2CID 23181383.
- ^ Ralph, T. C .; Boyd, R. W. (2007). "FYZIKA. Lepší výpočet s fotony". Věda. 318 (5854): 1251–2. doi:10.1126 / science.1150968. PMID 18033871. S2CID 120573039.
- ^ Boyd, R. W .; Chan, K. W .; O'Sullivan, M. N. (2007). „Fyzika. Kvantová podivnost v laboratoři“. Věda. 317 (5846): 1874–5. doi:10.1126 / science.1148947. PMID 17901320. S2CID 117013423.
- ^ Boyd, R. W .; Shi, Z (2012). "Optická fyzika: Jak se schovat v čase". Příroda. 481 (7379): 35–6. Bibcode:2012Natur.481 ... 35B. doi:10.1038 / 481035a. PMID 22222745. S2CID 205069364.
- ^ Boyd, R. W .; Gauthier, D. J. (2006). "Photonics: Transparentnost na optickém čipu". Příroda. 441 (7094): 701–2. Bibcode:2006 Natur.441..701B. doi:10.1038 / 441701a. PMID 16760963. S2CID 4414188.