Федерико Капассо

Федерико Капассо
Рожденный	1949 Рим , Италия
Национальность	Итальянский, Американский (с 1992 г.)
Альма-матер	Римский университет
Известный	Квантовый каскадный лазер ; инженерия запрещенной зоны ; отталкивающие силы Казимира ; волнового фронта Инженерия с использованием плазмоники
Награды	Премия IEEE Дэвида Сарнова (1993) Премия Ньюкомба Кливленда (1993) Медаль Джона Прайса Уэтерилла (1997) Приз за звание оптоэлектроники (1998). Премия Р.В. Вуда (2001) Медаль и премия Дадделла (2002) Премия Артура Л. Шавлоу (2004) Медаль Эдисона (2004 г.) Премия короля Фейсала (2004 г.) Премия Томассони (2004 г.) Премия Бертольда Лейбингера за будущее (2010) Золотая медаль SPIE (2013). Премия Бальзана (2016) Премия Энрико Ферми (2018) Медаль Маттеуччи (2019) Медаль Фредерика Айвза (2019)
Научная карьера
Поля	Прикладная физика
Учреждения	Фонд Уго Бордони Белл Лаборатории Гарвардский университет

Федерико Капассо (род. 1949) — физик-прикладник и один из изобретателей квантового каскадного лазера во время своей работы в Bell Laboratories . В настоящее время он преподает в Гарвардском университете .

Биография

Федерико Капассо получил степень доктора физики с отличием в Римском университете ( Италия) в 1973 году и после проведения исследований в области волоконной оптики в Фонде Уго Бордони в Риме присоединился к Bell Labs в 1976 году.

В 1984 году он стал почетным членом технического персонала, а в 1997 году — научным сотрудником Bell Labs. Помимо своей исследовательской деятельности, Капассо занимал несколько руководящих должностей в Bell Labs, в том числе руководил отделом исследований квантовых явлений и устройств и отделом исследований физики полупроводников (1987–2000 гг.) и вице-президентом по физическим исследованиям (2000–2002 гг.). Он поступил в Гарвард 1 января 2003 года.

Он и его сотрудники внесли большой вклад в разработку полупроводниковых устройств, став пионерами в методе проектирования, известном как проектирование зонной структуры . Он применил его в новых малошумящих с квантовыми ямами лавинных фотодиодах , транзисторах с гетеропереходом , устройствах памяти и лазерах. Он и его сотрудники изобрели и продемонстрировали квантовый каскадный лазер (ККЛ). В отличие от обычных полупроводниковых лазеров, известных как диодные лазеры , которые излучают свет за счет ширины запрещенной зоны полупроводника, длина волны ККЛ определяется энергетическим разделением между квантованными состояниями зоны проводимости в квантовых ямах. В 1971 году исследователи предположили, что такой процесс излучения можно использовать для усиления лазера в сверхрешетке. Длину волны ККЛ можно настроить в широком диапазоне от среднего инфракрасного до дальнего инфракрасного диапазона, изменяя толщину квантовой ямы. Развитая технология QCL сейчас находит коммерческое применение. ККЛ стали наиболее широко используемыми источниками среднего инфракрасного излучения для химического зондирования и спектроскопии и коммерчески доступны. Они работают при температуре выше 100°C и излучают мощность до нескольких ватт в непрерывном режиме.

Текущие исследования Капассо в области квантовой электроники связаны с очень мощными непрерывными ККЛ, разработкой новых источников света, основанных на гигантских оптических нелинейностях в квантовых ямах, таких как широко перестраиваемые источники терагерцового излучения, основанные на генерации разностных частот, и плазмоника. Он и его группа в Гарварде продемонстрировали новый класс оптических антенн и плазмонных коллиматоров , которые они использовали для разработки полупроводниковых лазеров ближнего и дальнего поля, достигая сверхвысокой интенсивности глубоких лазерных пятен субволнового размера, лазерных лучей со значительно уменьшенной расходимостью. и многолучевые лазеры. Его группа показала, что правильно спроектированные плазмонные интерфейсы, состоящие из оптически тонких массивов оптических наноантенн, приводят к мощному обобщению многовековых законов отражения и преломления . Они составляют основу «плоской оптики», основанной на метаповерхностях .

Федерико Капассо внес большой вклад в изучение квантовых электродинамических сил, известных как силы Казимира. Он использовал эффект Казимира (притяжение между металлическими поверхностями в вакууме из-за его энергии нулевой точки) для управления движением микроэлектромеханических систем (МЭМС). Он продемонстрировал новые устройства (актуаторы и генераторы Казимира), установив пределы масштабирования технологии МЭМ, и вместе со своими сотрудниками Джереми Мандеем и Адрианом Парсегианом первым измерил силу отталкивания Казимира.

Награды и почести

Его награды включают членство в Национальной академии наук , Американской академии искусств и наук , Европейской академии наук и почетное членство в Институте Франклина . Он также был избран членом Национальной инженерной академии (1995 г.) за вклад в твердотельную электронику и оптоэлектронику посредством «инженерии запрещенной зоны» полупроводников.

В 2004 году он получил премию Чизези-Томассони за новаторскую работу в области квантово-каскадного лазера. В 2005 году он получил совместно с нобелевским лауреатом Франком Вильчеком ( Массачусетский технологический институт ) и Антоном Цайлингером ( Венский университет ) Международную премию короля Фейсала в области науки за исследования квантовых каскадных лазеров. В цитате он назван «одним из самых творческих и влиятельных физиков в мире».

От имени Американского физического общества в 2004 году он был награжден премией Артура Л. Шавлоу в области лазерной науки, предоставленной корпорацией NEC , за «выдающийся вклад в изобретение и демонстрацию квантового каскадного лазера и объяснение его физики, которая объединяет квантовую электронику, физику твердого тела и материаловедение».

SPIE, международное общество оптики и фотоники, выбрало Капассо для получения золотой медали SPIE 2013 года. высшая награда общества.

Кроме того, IEEE ( Институт инженеров по электротехнике и электронике ), крупнейшая в мире техническая профессиональная организация, назвала Капассо лауреатом медали Эдисона IEEE 2004 года со следующей цитатой: «За творческий и влиятельный вклад в разработку гетероструктурных устройств и материалы».

Он также является лауреатом медали Джона Прайса Уэзерилла Института Франклина , премии Р.В. Вуда Американского оптического общества , премии имени В. Стрейфера Общества лазеров и электрооптики IEEE за научные достижения, медали Общества исследования материалов, звания Премия в области оптоэлектроники (Великобритания), медаль Дадделла и премия Института физики (Великобритания), медаль Уиллиса Лэмба за лазерную науку и квантовую оптику, премия Ньюкомба Кливленда Американской ассоциации содействия развитию науки , премия Моэта Хеннесси 1995 года. - Премия Луи Виттона «Леонардо да Винчи» (Франция), Мемориальная медаль Велкера (Германия), Премия Нью-Йоркской академии наук , Премия IEEE Дэвида Сарноффа в области электроники и премия Гоффа Смита Мичиганского университета . В 2010 году он получил премию Бертольда Лейбингера за исследования в области прикладных лазерных технологий и премию Юлиуса Спрингера в области прикладной физики. В 2011 году он получил медаль Яна Чохральского Европейского общества исследования материалов за свои жизненные достижения в области материаловедения.

В 2016 году он был удостоен премии Бальзана в области прикладной фотоники «За новаторскую работу в области квантового дизайна новых материалов с особыми электронными и оптическими характеристиками, которая привела к созданию принципиально нового класса лазеров — квантовых каскадных лазеров»; за его большой вклад в плазмонику и метаматериалы на переднем крае фотоники науки и техники». В 2019 году он получил медаль Маттеуччи от Национальной академии наук Италии за изобретение квантового каскадного лазера .

Он является членом Американского физического общества , Института физики (Великобритания), Оптического общества Америки , Американской ассоциации содействия развитию науки , IEEE и SPIE . Он имеет почетные докторские степени Лундского университета (Швеция), Университета Дидро (Париж VII) во Франции, Болонского университета (Италия) и Университета Торвергата (Рим II) в Италии.

В 2021 году Капассо получил медаль Фредерика Айвза/премию Джаруса В. Куинна от Оптического общества Америки за плодотворный и разносторонний вклад в оптическую физику, квантовую электронику и нанофотонику.

Библиография

• Капассо, Федерико (2005). Приключения квантового дизайнера (на итальянском языке). ISBN  978-88-8323-105-6 .
• Ю, Наньфан; Капассо, Федерико (2014). «Плоская оптика с дизайнерскими метаповерхностями». Нат. Мэтр . 13 (2): 139–50. Бибкод : 2014NatMa..13..139Y . дои : 10.1038/nmat3839 . ПМИД   24452357 .

Внешние ссылки

• Федерико Капассо Федерико Капассо из Гарвардской школы инженерии и прикладных наук
• «Золотая медаль за науку, меняющую мир» в журнале SPIE Professional.