FJ Duarte

FJ Duarte
FJ Duarte en una reunión de la Optical Society en 2006
Nació	C. 1954 Santiago , Chile
Nacionalidad	Chileno americano
alma mater	Universidad Macquarie
Conocido por	Láseres sintonizables Láseres de colorante de ancho de línea estrecho Teoría de la dispersión de prismas múltiples Interferómetro de ranura N Ecuación interferométrica de ranura N
Premios	Premio Paul F.Forman a la excelencia en ingeniería (1995) Medalla David Richardson (2016)
Carrera científica
Los campos	Física Óptica
Instituciones	Universidad Macquarie Universidad de Nueva Gales del Sur Universidad de Alabama Eastman Kodak Company Universidad Estatal de Nueva York Universidad de Nuevo México Óptica interferométrica
Asesor de doctorado	JA Piper
Otros asesores académicos	JC Ward R. E. Aitchison

Francisco Javier "Frank" Duarte (nacido c. 1954) es un físico de láser y autor / editor de varios libros conocidos sobre láseres sintonizables ^{[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10]} y óptica cuántica . ^{[11] [12]} Introdujo la teoría generalizada de dispersión de prismas múltiples , ^{[13] [14] [15]} ha descubierto varias configuraciones de láser oscilador de rejilla de prismas múltiples, ^{[16] [17] [18]} y fue pionero en nanopartículas de polímero ganar medios.^[19] Sus contribuciones han encontrado aplicaciones en una variedad de campos que incluyeninstrumentación astronómica , ^[20] separación de isótopos por láser de vapor atómico , ^{[21] [22] [23]} geodésica , ^[24] lentes gravitacionales , ^[25] medicina láser , ^{[ 26] [27] [28]} microscopía láser , ^{[29] [30]} compresión de pulso láser , ^{[31] [32] [33]} espectroscopía láser , ^{[34] [35]} óptica no lineal , ^[36] y sintonizableláseres de diodo . ^{[37] [38]}

La investigación de Duarte se centra principalmente en la óptica física y el desarrollo láser. Su trabajo se ha desarrollado en diversas instituciones del sector académico, industrial y de defensa.

Investigación

Osciladores láser

Duarte y Piper introdujeron cavidades de rejilla de incidencia cercana al raspado de múltiples prismas que originalmente se describieron como osciladores láser sintonizables de ancho de línea estrecho bombeados por láser de cobre . ^{[16] [17]} Posteriormente, desarrolló configuraciones de rejilla de múltiples prismas de ancho de línea estrecha para osciladores láser de CO _{2 de} alta potencia ^[39] y osciladores láser orgánicos sintonizables de estado sólido. ^[40]

Teoría de la dispersión intracavitaria

Duarte también concibió las teorías de dispersión de prismas múltiples para osciladores láser sintonizables de ancho de línea estrecho , ^[13] y la compresión de pulsos láser de prismas múltiples , ^{[15] [41]} que se resumen en varios de sus libros. ^{[1] [5] [8]} La introducción a esta teoría es la ecuación generalizada de dispersión de prismas múltiples ^[13]

${\displaystyle \nabla _{\lambda }\phi _{2,m}=H_{2,m}\nabla _{\lambda }n_{m}+(k_{1,m}k_{2,m})^{-1}{\bigg (}H_{1,m}\nabla _{\lambda }n_{m}\pm \nabla _{\lambda }\phi _{2,(m-1)}{\bigg )}}$

que ha encontrado una variedad de aplicaciones. ^{[30] [31]}

Láseres sintonizables para la separación de isótopos

Sus configuraciones de oscilador láser sintonizable de ancho de línea estrecha ^{[17] [42]} han sido adoptadas por varios grupos de investigación que trabajan en la separación de isótopos por láser de vapor atómico de uranio (AVLIS). ^{[21] [22] [23]} Este trabajo fue apoyado por la Comisión Australiana de Energía Atómica . ^[42] Durante el curso de esta investigación, Duarte escribe que se acercó al entonces ministro federal de energía, Sir John Carrick , para abogar por la introducción de una instalación AVLIS en Australia. ^[43] En 2002, participó en una investigación que condujo a la separación de isótopos de litioutilizando láseres de diodo sintonizables de ancho de línea estrecho . ^[44]

Láseres de colorante orgánico de estado sólido

Desde mediados de la década de 1980 y principios de 1990 Duarte y científicos del Comando de Misiles del Ejército de Estados Unidos desarrollaron Ruggedized osciladores láser estrecha anchura de línea sintonizables directamente en el espectro visible. ^{[45] [46]} Esto constituyó la primera revelación, en la literatura abierta, de un láser sintonizable de ancho de línea estrecho probado en un terreno accidentado. Esta investigación condujo a la experimentación con medios de ganancia de polímero y en 1994 Duarte informó sobre los primeros osciladores láser de colorante de estado sólido sintonizables de ancho de línea estrecho . ^[40] Estas arquitecturas de oscilador dispersivo se refinaron luego para producir una emisión de modo longitudinal único limitada solo por el principio de incertidumbre de Heisenberg . ^[18]

Medios de ganancia orgánica

La investigación conjunta, con RO James, sobre materiales orgánicos-inorgánicos en estado sólido, condujo al descubrimiento de medios de ganancia de nanopartículas de polímero ya la emisión de rayos láser homogéneos de baja divergencia sintonizables de esta clase de medios. ^[19] En 2005, Duarte y sus colegas fueron los primeros en demostrar la emisión coherente direccional de un semiconductor orgánico excitado eléctricamente . ^{[47] [48]} Estos experimentos utilizaron un OLED en tándem dentro de una configuración interferométrica integrada. ^{[47] [48]}

El trabajo de Duarte en esta área comenzó con la demostración de la emisión láser de ancho de línea estrecho usando tintes cumarina- tetrametil ^{[49] [50]} que ofrecen una alta eficiencia de conversión y una amplia sintonización en la región verde del espectro electromagnético. ^[51]

Interferometría y óptica cuántica

Duarte y sus colegas demostraron la superposición de patrones de difracción sobre interferogramas N -slit. Este interferograma corresponde al carácter interferométrico b ( N = 3 rendijas) y presenta un patrón de difracción superpuesto en el ala exterior derecha (ver texto).

A fines de la década de 1980, inventó el interferómetro láser digital N -slit para aplicaciones en imágenes y microscopía . ^[52] Al mismo tiempo, aplicó la notación de Dirac para describir mecánicamente cuántica sus características interferométricas y de propagación. ^{[53] [54] [55]} Esta investigación también condujo a la ecuación interferométrica de rendija N generalizada que luego se aplicó para describir fenómenos ópticos clásicos como interferencia , difracción , refracción y reflexión , en un enfoque cuántico generalizado y unificado ^{[6 ] [56]}que incluye refracción positiva y negativa. ^[57] También derivó la ecuación del ancho de línea de la cavidad , para osciladores láser dispersivos, utilizando principios de la mecánica cuántica. ^[58]

Otros desarrollos incluyen interferómetros láser N -lit de gran tamaño para generar y propagar caracteres interferométricos para comunicaciones ópticas seguras en el espacio libre . ^{[59] [60]} Caracteres interferométricos es un término acuñado en 2002 para vincular señales interefométricas con caracteres alfanuméricos (ver leyenda de la figura). ^[59] Estos experimentos proporcionaron la primera observación de patrones de difracción superpuestos sobre señales de interferencia en propagación, demostrando así la interceptación no destructiva (o suave) de interferogramas en propagación. ^[60]

Una consecuencia de esta investigación, con aplicaciones en la industria de la aviación, resultó del descubrimiento de que los interferómetros láser N -lit son detectores muy sensibles de turbulencias de aire claro . ^{[60] [61]}

Duarte proporciona una descripción de la óptica cuántica, casi en su totalidad a través de la notación de Dirac, en su libro Quantum Optics for Engineers . ^[11] En este libro deriva la amplitud de probabilidad para el entrelazamiento cuántico,

${\displaystyle \left|\psi \right\rangle ={1 \over {\sqrt {2}}}(\left|x\right\rangle _{1}\left|y\right\rangle _{2}-\left|y\right\rangle _{1}\left|x\right\rangle _{2})}$

que él llama la amplitud de probabilidad de Pryce - Ward , desde una perspectiva interferométrica de N -lit . También enfatiza un enfoque pragmático no interpretativo de la mecánica cuántica. ^{[11] [12]}

Carrera

Universidad Macquarie

En la Universidad Macquarie , Duarte estudió física cuántica con John Clive Ward y física de semiconductores con Ronald Ernest Aitchison . Su investigación de doctorado fue sobre física láser y su supervisor fue James A. Piper .

En el área de la política universitaria, estableció y dirigió el movimiento de reforma científica Macquarie , ^{[62] [63]} que transformó la estructura de títulos de la universidad. La reforma científica de Macquarie fue ampliamente apoyada por científicos locales, incluidos los físicos RE Aitchison , REB Makinson , AW Pryor y JC Ward . En 1980, Duarte fue elegido como uno de los representantes de Macquarie en la Unión Australiana de Estudiantes, de donde fue expulsado y luego reintegrado por "correr sobre las mesas". ^{[ cita requerida ]}

Después de completar su trabajo de doctorado, Duarte realizó una investigación postdoctoral, con BJ Orr en la Universidad de Nueva Gales del Sur , y luego de regreso en la Universidad Macquarie .

Fase americana

En 1983, Duarte viajó a Estados Unidos para asumir una cátedra de física en la Universidad de Alabama . En 1985 se incorporó a Imaging Research Laboratories, en Eastman Kodak Company , donde permaneció hasta 2006. Mientras estuvo en Kodak, fue presidente de Lasers '87 y conferencias posteriores de esta serie. ^[64] Duarte ha tenido una larga asociación con el Comando de Misiles del Ejército de los Estados Unidos y el Comando de Misiles y Aviación del Ejército de los Estados Unidos , donde ha participado (con RW Conrad y TS Taylor ^[46] ) en investigación energética dirigida .

Fue elegido miembro del Instituto Australiano de Física (1987) y miembro de la Optical Society of America (1993) por sus contribuciones al desarrollo de láseres sintonizables de ancho de línea estrecha . Es el primer sudamericano en recibir tales distinciones. En 1995, recibió el Premio a la Excelencia en Ingeniería por la invención del interferómetro láser N-slit , ^[65] y en 2016, fue galardonado con la Medalla David Richardson por "contribuciones fundamentales a la física y la tecnología de matrices de prismas múltiples para estrechos -Osciladores láser sintonizables de ancho de línea y compresión de pulso láser, " ^[66]de la Optical Society. Las contribuciones de Duarte se citan en unos doscientos libros.

Personal

Rotador de polarización de Duarte

Duarte nació en Santiago, Chile y viajó a Sydney, Australia , cuando era adolescente. Allí, vivió primero en Strathfield y luego en la pequeña ciudad norteña de Cowan . En los Estados Unidos residió durante un breve período en Tuscaloosa, Alabama , y luego se mudó al oeste de Nueva York .

Ver también

• Ecuación de calor
• Comunicaciones espaciales láser
• Expansores de haz de prismas múltiples
• Láser orgánico
• Rotador de polarización

Referencias

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Enlaces externos

Wikiquote tiene citas relacionadas con: FJ Duarte

• Página de inicio de Duarte
• Libros láser ajustables
• Patentes de Estados Unidos por FJ Duarte, en Patent Genius
• Fotografía de grupo en Lasers '92 : de derecha a izquierda; Marlan Scully , Willis Lamb , John L. Hall y FJ Duarte