Роберт В. Бойд
Роберт Бойд | |
|---|---|
 Бойд в 2010 году | |
| Рожденный | Роберт Уильям Бойд 8 марта 1948 г. [4] |
| Национальность | Американский |
| Альма-матер |
|
| Награды |
|
| Научная карьера | |
| Поля | |
| Учреждения | |
| Тезис | Инфракрасный повышающий преобразователь для астрономических изображений (1977) |
| Докторантура | Чарльз Х. Таунс [2] [3] |
| Веб-сайт | |
Роберт Уильям Бойд (родился 8 марта 1948 г.) — американский физик, известный своими работами в области оптической физики , особенно в области нелинейной оптики . В настоящее время он является лауреатом кафедры выдающихся исследований Канады в области квантовой нелинейной оптики в Университете Оттавы, профессором физики, назначенным на факультет электротехники и информатики в Университете Оттавы , а также профессором оптики и профессором физики в Университете Оттавы. Университет Рочестера . [5] [6] [7] [8] [9]
Образование и карьера [ править ]
Бойд родился в Буффало , Нью-Йорк . Он получил степень бакалавра наук по физике в Массачусетском технологическом институте (MIT) и докторскую степень. по физике из Калифорнийского университета в Беркли . Его докторскую диссертацию курировал Чарльз Таунс. [2] [3] [10] и предполагает использование нелинейных оптических методов обнаружения инфракрасного излучения в астрономии. Бойд поступил на факультет Рочестерского университета в 1977 году, а в 2001 году стал М. Паркера Гивенса профессором оптики и профессором физики. В 2010 году он стал профессором физики и заведующим кафедрой исследований передового опыта Канады в области квантовой нелинейной оптики в Университете Оттавы . Его научные интересы включают исследования «медленного» и «быстрого» распространения света , квантовой визуализации методы , нелинейно-оптические взаимодействия, исследования нелинейно-оптических свойств материалов, а также разработку фотонных устройств, включая фотонные биосенсоры . Бойд написал две книги, был соредактором двух антологий, опубликовал более 500 научных статей и получил пять патентов. Он является лауреатом премии Уиллиса Э. Лэмба в области лазерной науки и квантовой оптики в 2009 году и лауреатом премии Чарльза Х. Таунса в 2016 году. Он является членом Американского физического общества (APS), Оптического общества Америки (OSA), Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) и ШПИОН . Он возглавлял отдел лазерной науки APS и был директором OSA. Бойд был членом совета редакторов журнала Physical Review Letters и совета рецензентов Science журнала . Его индекс Хирша равен 111 (по данным Google Scholar). [1] ).
Исследования [ править ]
Научные интересы Бойда лежат в области нелинейной оптики , фотоники , оптической физики , нанофотоники и квантовой оптики . [1]
Медленный и быстрый свет [ править ]
Бойд внес значительный вклад в область исследований, известную в просторечии как медленный и быстрый свет . Вскоре после возникновения большого интереса к этой области в 2000 году он понял, что можно создавать эффекты медленного и быстрого света в твердых телах при комнатной температуре. [11] [12] [13] До этого времени большинство исследователей использовали системы свободных атомов, такие как атомные пары и конденсаты Бозе-Эйнштейна, для управления групповой скоростью света. Осознание того, что эффекты медленного света могут быть получены в твердых телах при комнатной температуре, позволило разработать множество приложений этих эффектов в области фотоники. В частности, вместе со своими учениками он впервые применил когерентные колебания населенности в качестве механизма получения медленного и быстрого света в твердых телах при комнатной температуре. [11] [12] [13] Его работа привела к пониманию широкого разнообразия экзотических эффектов, которые могут возникнуть при распространении света через такие структуры, включая наблюдение «обратного» распространения света. [14] Бойд также сыграл важную роль в разработке других методов медленного света, таких как вынужденное рассеяние Бриллюэна. [15] Совсем недавно он перешел к исследованию применения медленного света для буферизации. [16] и регенерация сигнала. [17] Он также пришел к выводу, что методы медленного света можно использовать для значительного повышения разрешения интерферометрических спектрометров. [18] [19] и в настоящее время он работает над разработкой спектрометров, основанных на этом принципе. В качестве одного из показателей влияния работ Роберта на медленный и быстрый свет можно привести его научную статью. [12] цитировалось 523 раза.
Квантовая визуализация
Бойд сыграл важную роль в создании и развитии области квантовой визуализации. Это поле использует квантовые свойства света, такие как сжатие и запутанность, для формирования изображения с более высоким разрешением или чувствительностью, чем можно достичь при использовании классических источников света. Его исследовательский вклад в этой области включал исследования природы запутывания положения и импульса. [20] способность запечатлевать множество битов информации в одном фотоне, [21] и исследования по определению квантовой или классической природы изображений совпадений. [22] [23] Эта последняя работа привела сообщество к пониманию того, что классические корреляции иногда можно использовать для имитации эффектов, которые кажутся квантового происхождения, но с использованием гораздо более простых лабораторных реализаций.
Эффекты локального поля и измерение смещения Лоренца красного
Бойд провел фундаментальные исследования природы эффектов локального поля в оптических материалах, включая плотные атомные пары. Ключевым результатом этой работы стало первое измерение [24] Красное смещение Лоренца — сдвиг линии атомного поглощения вследствие эффектов локального поля. Это красное смещение было предсказано Лоренцем во второй половине девятнадцатого века, но никогда ранее не наблюдалось экспериментально. Помимо подтверждения этого предсказания столетней давности, эта работа важна для подтверждения справедливости формализма локального поля Лоренца даже в условиях, связанных с резонансным откликом атомных паров.
Разработка композиционных нелинейно-оптических материалов [ править ]
Бойд взял на себя ведущую роль в использовании эффектов локального поля для адаптации нелинейного оптического отклика композитных оптических материалов и структур. Вместе с Джоном Сайпом он предсказал, что композитные материалы могут обладать нелинейным откликом, превышающим таковой у их составляющих. [25] и продемонстрировал этот улучшенный нелинейный оптический отклик в материалах, включая нелинейно-оптические материалы, [26] электрооптические материалы, [27] и фотонные структуры с запрещенной зоной. [28] Аналогичные типы усиления могут иметь место для волоконных и наноизготовленных систем кольцевого резонатора. [29] с важными приложениями в фотонном переключении [30] и обнаружение биологических патогенов. [31]
Основы нелинейной оптики [ править ]
Бойд также внес вклад в общий рост области нелинейной оптики. [32] Возможно, его самым большим вкладом стал учебник «Нелинейная оптика» . [33] Книга получила высокую оценку за педагогическую ясность. Он стал стандартным справочным изданием в этой области, и на данный момент было продано более 12 000 экземпляров. Более того, в 1980-х годах он провел лабораторные и теоретические исследования роли осцилляций Раби в определении природы процесса четырехволнового смешения в сильно движущихся атомных парах. [34] [35] Эта работа оказала длительное влияние на эту область: одна конкретная статья была процитирована 293 раза. [34]
Награды и почести [ править ]
- Блайт Лектор, факультет физики Университета Торонто , 1987–1988 годы.
- Сотрудник Оптического общества Америки , 1998 г.
- Член Американского физического общества , 2001 г.
- Лекция памяти Герты Ленг, Политехнический институт Ренсселера , 13 апреля 2005 г.
- Преподаватель серии «Границы спектроскопии» в Университете штата Огайо , январь 2006 г.
- Исследование было включено журналом Discover в число 100 лучших научных статей 2006 года (из которых только шесть были посвящены физике).
- Исследование описано в The New York Times от 16 мая 2006 года.
- Премия Уиллиса Э. Лэмба в области лазерной науки и квантовой оптики, 2009 г.
- Премия Гумбольдта по физике, 2010 г.
- Канадский кафедра передовых исследований в области квантовой нелинейной оптики, 2010 г.
- Сотрудник SPIE , 2014 г.
- Премия в области квантовой электроники, Общество фотоники IEEE , 2014 г.
- Почетный доктор Университета Глазго , 2014 г.
- Общества фотоники IEEE , 2015–2016 гг. Заслуженный лектор
- Премия Артура Л. Шавлоу в области лазерной науки , Американское физическое общество , 2016 г.
- Премия Чарльза Харда Таунса , Оптическое общество , 2016 г.
- Член Королевского общества Канады , 2019 г. [36]
- Медаль Фредерика Айвза / Премия Джаруса В. Куинна, Optica , 2023 г. [37]
Публикации [ править ]
Работа Бойда была широко опубликована в книгах и рецензируемых научных журналах , включая Science , [12] [13] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] Природа , [46] [47] и письма с физическими отзывами . [15]
Книги [ править ]
- Радиометрия и обнаружение оптического излучения Р. В. Бойда (1983).
- Оптические нестабильности под редакцией Р.В. Бойда, М.Г. Реймера и Л.М. Нардуччи (1986).
- Нелинейная оптика Р.В. Бойд, Нелинейная оптика (1991, 2002 и 2008). [33]
- Современная нелинейная оптика под редакцией Г.П. Агравала и Р.В. Бойда (1991).
Ссылки [ править ]
- ^ Перейти обратно: а б с Публикации Роберта В. Бойда, проиндексированные Google Scholar
- ^ Перейти обратно: а б Бойд, Роберт (2015). «Чарльз Х. Таунс (1915-2015) изобретатель лазера, астрофизик и советник президента США» . Природа . 519 (7543): 292. Бибкод : 2015Natur.519..292B . дои : 10.1038/519292а . ПМИД 25788091 .
- ^ Перейти обратно: а б Бойд, RW; Таунс, Швейцария (1977). «Инфракрасный преобразователь с повышением частоты для астрономических изображений». Письма по прикладной физике . 31 (7): 440. Бибкод : 1977ApPhL..31..440B . дои : 10.1063/1.89733 .
- ^ Американские мужчины и женщины науки , Томсон Гейл, 2004.
- ^ «Физический факультет Оттавского университета» . Университет Оттавы.
- ^ «Институт оптики Рочестерского университета» . Университет Рочестера.
- ^ «Список лауреатов кафедр передовых исследований Канады» . ЦЕРК. 29 ноября 2012 г.
- ^ Публикации Роберта В. Бойда, индексированные в библиографической базе данных Scopus . (требуется подписка)
- ^ «Инженерный факультет Оттавы, список совместно назначенных преподавателей» . Инженерное дело . Проверено 1 ноября 2019 г.
- ^ Бойд, Роберт Уильям (1977). Инфракрасный повышающий преобразователь для астрономических изображений (докторская диссертация). Калифорнийский университет, Беркли. ОСЛК 21059058 . ПроКвест 302864239 .
- ^ Перейти обратно: а б Бигелоу, М.; Лепешкин Н.; Бойд, Р. (2003). «Наблюдение сверхмедленного распространения света в кристалле рубина при комнатной температуре». Письма о физических отзывах . 90 (11): 113903. Бибкод : 2003PhRvL..90k3903B . doi : 10.1103/PhysRevLett.90.113903 . ПМИД 12688928 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Бигелоу, Миссисипи; Лепешкин Н.Н.; Бойд, RW (2003). «Сверхсветовое и медленное распространение света в твердом теле при комнатной температуре». Наука . 301 (5630): 200–2. Бибкод : 2003Sci...301..200B . дои : 10.1126/science.1084429 . ПМИД 12855803 . S2CID 45212156 .
- ^ Перейти обратно: а б с Геринг, генеральный директор; Швайнсберг, А; Барси, К; Костинский, Н; Бойд, RW (2006). «Наблюдение обратного распространения импульса через среду с отрицательной групповой скоростью». Наука . 312 (5775): 895–7. Бибкод : 2006Sci...312..895G . дои : 10.1126/science.1124524 . ПМИД 16690861 . S2CID 28800603 .
- ^ Швайнсберг, А.; Лепешкин Н.Н.; Бигелоу, Миссисипи; Бойд, RW; Харабо, С. (2006). «Наблюдение сверхсветового и медленного распространения света в оптическом волокне, легированном эрбием». Письма по еврофизике (EPL) . 73 (2): 218–224. Бибкод : 2006EL.....73..218S . CiteSeerX 10.1.1.205.5564 . дои : 10.1209/epl/i2005-10371-0 . S2CID 250852270 .
- ^ Перейти обратно: а б Окавати, Ю.; Бигелоу, М.; Шарпинг, Дж.; Чжу, З.; Швайнсберг, А.; Готье, Д.; Бойд, Р.; Гаэта, А. (2005). «Настраиваемые полностью оптические задержки с помощью замедленного света Бриллюэна в оптическом волокне». Письма о физических отзывах . 94 (15): 153902. Бибкод : 2005PhRvL..94o3902O . doi : 10.1103/PhysRevLett.94.153902 . ПМИД 15904146 . S2CID 11083380 .
- ^ Бойд, Р.; Готье, Д.; Гаэта, А. ; Уиллнер, А. (2005). «Максимальная временная задержка, достижимая при распространении в медленносветовой среде». Физический обзор А. 71 (2): 023801. Бибкод : 2005PhRvA..71b3801B . дои : 10.1103/PhysRevA.71.023801 . S2CID 16894355 .
- ^ Ши, З.; Швайнсберг, А.; Ворнем, Дж. Э.; Мартинес Гамес, Массачусетс; Бойд, RW (2010). «Низкое искажение, плавная настройка, положительные и отрицательные временные задержки для медленного и быстрого света с использованием вынужденного рассеяния Бриллюэна». Буквы по физике А. 374 (39): 4071–4074. Бибкод : 2010PhLA..374.4071S . дои : 10.1016/j.physleta.2010.08.012 .
- ^ Ши, З.; Бойд, RW; Готье, диджей; Дадли, CC (2007). «Повышение спектральной чувствительности интерферометров с использованием медленносветящихся сред». Оптические письма . 32 (8): 915–7. Бибкод : 2007OptL...32..915S . дои : 10.1364/OL.32.000915 . ПМИД 17375152 . S2CID 34188673 .
- ^ Ши, З.; Бойд, Р.; Камачо, Р.; Вудьясету, П.; Хауэлл, Дж. (2007). «Интерферометр медленного света с преобразованием Фурье» . Письма о физических отзывах . 99 (24): 240801. Бибкод : 2007PhRvL..99x0801S . doi : 10.1103/PhysRevLett.99.240801 . ПМИД 18233433 .
- ^ Хауэлл, Джей Си; Беннинк, РС; Бентли, С.Дж.; Бойд, RW (2004). «Реализация парадокса Эйнштейна-Подольского-Розена с использованием фотонов, запутанных по импульсу и положению, в результате спонтанного параметрического преобразования с понижением частоты» (PDF) . Письма о физических отзывах . 92 (21): 210403. Бибкод : 2004PhRvL..92u0403H . doi : 10.1103/PhysRevLett.92.210403 . ПМИД 15245267 . S2CID 1945549 . Архивировано из оригинала (PDF) 23 декабря 2019 г.
- ^ Бродбент, CJ; Зером, П.; Шин, Х.; Хауэлл, Джей Си; Бойд, RW (2009). «Дискриминация ортогональных однофотонных изображений» . Физический обзор А. 79 (3): 033802. Бибкод : 2009PhRvA..79c3802B . дои : 10.1103/PhysRevA.79.033802 . S2CID 17137829 .
- ^ Беннинк, Р.; Бентли, С.; Бойд, Р. (2002). « Двухфотонное совпадение изображений с классическим источником». Письма о физических отзывах . 89 (11): 113601. Бибкод : 2002PhRvL..89k3601B . doi : 10.1103/PhysRevLett.89.113601 . ПМИД 12225140 .
- ^ Беннинк, Р.; Бентли, С.; Бойд, Р.; Хауэлл, Дж. (2004). «Квантовая и классическая визуализация совпадений» . Письма о физических отзывах . 92 (3): 033601. Бибкод : 2004PhRvL..92c3601B . doi : 10.1103/PhysRevLett.92.033601 . ПМИД 14753874 .
- ^ Маки, Дж.; Малкуит, М.; Сайп, Дж.; Бойд, Р. (1991). «Линейные и нелинейные оптические измерения локального поля Лоренца». Письма о физических отзывах . 67 (8): 972–975. Бибкод : 1991PhRvL..67..972M . doi : 10.1103/PhysRevLett.67.972 . ПМИД 10045037 .
- ^ Сайп, Дж. Э.; Бойд, RW (1992). «Нелинейная восприимчивость композиционных оптических материалов в модели Максвелла Гарнетта». Физический обзор А. 46 (3): 1614–1629. Бибкод : 1992PhRvA..46.1614S . дои : 10.1103/physreva.46.1614 . ПМИД 9908285 .
- ^ Фишер, Г.; Бойд, Р.; Гер, Р.; Дженехе, С.; Осахени, Дж.; Сайп, Дж.; Веллер-Брофи, Л. (1995). «Улучшенный нелинейный оптический отклик композиционных материалов». Письма о физических отзывах . 74 (10): 1871–1874. Бибкод : 1995PhRvL..74.1871F . doi : 10.1103/PhysRevLett.74.1871 . ПМИД 10057778 .
- ^ Нельсон, РЛ; Бойд, RW (1999). «Улучшенный электрооптический отклик слоистых композиционных материалов» (PDF) . Письма по прикладной физике . 74 (17): 2417. Бибкод : 1999ApPhL..74.2417N . дои : 10.1063/1.123866 . S2CID 119546622 . Архивировано из оригинала (PDF) 10 февраля 2021 г.
- ^ Лепешкин Н.; Швайнсберг, А.; Пиредда, Г.; Беннинк, Р.; Бойд, Р. (2004). «Улучшенный нелинейный оптический отклик одномерных металлодиэлектрических фотонных кристаллов». Письма о физических отзывах . 93 (12): 123902. Бибкод : 2004PhRvL..93l3902L . doi : 10.1103/PhysRevLett.93.123902 . ПМИД 15447264 . S2CID 373742 .
- ^ Хебнер, Дж. Э.; Бойд, RW (1999). «Улучшенное полностью оптическое переключение за счет использования нелинейного оптоволоконного кольцевого резонатора» (PDF) . Оптические письма . 24 (12): 847–9. Бибкод : 1999OptL...24..847H . дои : 10.1364/ol.24.000847 . ПМИД 18073873 . S2CID 8732333 . Архивировано из оригинала (PDF) 23 июня 2020 г.
- ^ Хебнер, Дж. Э.; Лепешкин Н.Н.; Швайнсберг, А; Уикс, GW; Бойд, RW; Гровер, Р.; Хо, PT (2004). «Улучшенная линейная и нелинейная оптическая фазовая характеристика микрокольцевых резонаторов Al Ga As ». Оптические письма . 29 (7): 769–71. Бибкод : 2004OptL...29..769H . дои : 10.1364/ол.29.000769 . ПМИД 15072386 . S2CID 6681651 .
- ^ Бойд, RW; Хебнер, Дж. Э. (2001). «Чувствительный дисковый резонатор Фотонный биосенсор». Прикладная оптика . 40 (31): 5742–7. Бибкод : 2001ApOpt..40.5742B . дои : 10.1364/AO.40.005742 . ПМИД 18364865 .
- ^ Бойд, Роберт. «Квантовая нелинейная оптика: нелинейная оптика встречает квантовый мир» . Отдел новостей SPIE . Проверено 29 февраля 2016 г.
- ^ Перейти обратно: а б Р.В. Бойд (2008). Нелинейная оптика (Третье изд.). Орландо: Академическая пресса.
- ^ Перейти обратно: а б Бойд, Р.; Реймер, М.; Нарум, П.; Хартер, Д. (1981). «Четырехволновые параметрические взаимодействия в сильно управляемой двухуровневой системе». Физический обзор А. 24 (1): 411–423. Бибкод : 1981PhRvA..24..411B . дои : 10.1103/PhysRevA.24.411 .
- ^ Хартер, Д.; Нарум, П.; Реймер, М.; Бойд, Р. (1981). «Четырехволновое параметрическое усиление боковых полос Раби в натрии». Письма о физических отзывах . 46 (18): 1192–1195. Бибкод : 1981PhRvL..46.1192H . дои : 10.1103/PhysRevLett.46.1192 .
- ^ «Королевское общество Канады приветствует 11 исследователей из Оттавы» . Университет Оттавы . Проверено 15 сентября 2019 г.
- ^ «Optica награждает Роберта Бойда медалью Фредерика Айвза 2023 года / премией Джаруса В. Куинна | Optica» . www.optica.org . Проверено 23 октября 2023 г.
- ^ Бауэр, Т; Банзер, П; Карими, Э; Орлов С; Рубано, А; Марруччи, Л; Сантамато, Э; Бойд, RW; Лейхс, Г. (2015). «Оптика. Наблюдение оптической поляризации лент Мёбиуса». Наука . 347 (6225): 964–6. Бибкод : 2015Sci...347..964B . дои : 10.1126/science.1260635 . ПМИД 25636796 . S2CID 206562350 .
- ^ Франке-Арнольд, С; Гибсон, Дж; Бойд, RW ; Пэджетт, MJ (2011). «Вращающееся сопротивление фотонов, усиленное медленносветовой средой». Наука . 333 (6038): 65–7. Бибкод : 2011Sci...333...65F . дои : 10.1126/science.1203984 . ПМИД 21719672 . S2CID 206533289 .
- ^ Лич, Дж; Джек, Б; Ромеро, Дж; Джа, АК; Яо, AM; Франке-Арнольд, С; Ирландия, генеральный директор; Бойд, RW ; Барнетт, С.М.; Пэджетт, MJ (2010). «Квантовые корреляции в переменных оптического углово-орбитального углового момента». Наука . 329 (5992): 662–5. Бибкод : 2010Sci...329..662L . дои : 10.1126/science.1190523 . ПМИД 20689014 . S2CID 206526900 .
- ^ Бойд, RW; Готье, диджей (2009). «Управление скоростью световых импульсов» (PDF) . Наука . 326 (5956): 1074–7. Бибкод : 2009Sci...326.1074B . CiteSeerX 10.1.1.630.2223 . дои : 10.1126/science.1170885 . ПМИД 19965419 . S2CID 2370109 .
- ^ Бойд, RW (2008). «Физика. Пусть квантовая механика улучшит ваши изображения». Наука . 321 (5888): 501–2. дои : 10.1126/science.1161439 . ПМИД 18653872 . S2CID 206514485 .
- ^ Чжу, З; Готье, диджей; Бойд, RW (2007). «Сохраненный свет в оптическом волокне посредством вынужденного рассеяния Бриллюэна». Наука . 318 (5857): 1748–50. Бибкод : 2007Sci...318.1748Z . дои : 10.1126/science.1149066 . ПМИД 18079395 . S2CID 23181383 .
- ^ Ральф, TC; Бойд, RW (2007). «ФИЗИКА. Лучшие вычисления с фотонами» . Наука . 318 (5854): 1251–2. дои : 10.1126/science.1150968 . ПМИД 18033871 . S2CID 120573039 .
- ^ Бойд, RW; Чан, КВ; О'Салливан, Миннесота (2007). «Физика. Квантовые странности в лаборатории». Наука . 317 (5846): 1874–5. дои : 10.1126/science.1148947 . ПМИД 17901320 . S2CID 117013423 .
- ^ Бойд, RW; Ши, З. (2012). «Оптическая физика: Как спрятаться во времени» . Природа . 481 (7379): 35–6. Бибкод : 2012Natur.481...35B . дои : 10.1038/481035a . ПМИД 22222745 . S2CID 205069364 .
- ^ Бойд, RW; Готье, диджей (2006). «Фотоника: прозрачность на оптическом чипе» . Природа . 441 (7094): 701–2. Бибкод : 2006Natur.441..701B . дои : 10.1038/441701a . ПМИД 16760963 . S2CID 4414188 .
| Международный | |
|---|---|
| Национальный | |
| академики | |
| Другой | |
- 1948 рождений
- Живые люди
- Американские физики XXI века
- Американские физики-экспериментаторы
- Американские физики-оптики
- Американские квантовые физики
- Члены Оптики (общества)
- Члены Американского физического общества
- Члены Королевского общества Канады
- факультет Рочестерского университета
- Академический состав Университета Оттавы