Hui Cao
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Hui Cao
WikiHuiCao19.jpg
alma materUniversidad de Pekín Universidad de
Princeton Universidad de
Stanford
Carrera científica
InstitucionesUniversidad de Yale Universidad
Northwestern
TesisElectrodinámica cuántica de cavidades semiconductoras  (1998)
Sitio webLaboratorio de Cao

Hui Cao (曹 蕙) es un físico chino-estadounidense que es profesor de física aplicada John C. Malone, profesor de física y profesor de ingeniería eléctrica en la Universidad de Yale . Sus intereses de investigación son la física mesoscópica, materiales y dispositivos fotónicos complejos, con un enfoque en láseres no convencionales y sus aplicaciones únicas. Es miembro electa de la Academia Nacional de Ciencias de EE. UU. Y de la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias .

Temprana edad y educación

Cao se interesó por la física cuando era niña, cuando su padre, profesor de física en la Universidad de Pekín , le preguntó qué viaja más lejos y más rápido. [1] Cuando supo que la respuesta era ligera, quedó fascinada por la disciplina de la óptica. [1] Cao obtuvo su licenciatura en física en la Universidad de Pekín. [2] Se mudó a los Estados Unidos para sus estudios de posgrado, donde se unió a la Universidad de Princeton como estudiante de posgrado en ingeniería mecánica y aeroespacial. Disfrutó del enfoque de la capacitación de los Estados Unidos sobre el pensamiento inquisitivo e independiente. [1] Después de completar su maestría, Cao se unió a la Universidad de Stanford.como estudiante de doctorado en física aplicada. En Stanford trabajó en electrodinámica cuántica de cavidades de semiconductores con Yamamoto Yoshihisa. Su investigación doctoral fue publicada como monografía por Springer Publishing . [3] Ella y sus colaboradores propusieron un nuevo diodo emisor de luz de excitón-polaritón . [4]

Investigación y carrera

Después de recibir su doctorado de la Universidad de Stanford en 1997, Cao se unió a la facultad de física de la Universidad Northwestern . [5] Si bien todavía estaba interesada en la electrodinámica cuántica , comenzó a explorar una nueva área de investigación y lanzó una colaboración con Robert PH Chang para estudiar las propiedades ópticas del óxido de zinc. [1] En ese momento, la gente estaba interesada en crear láseres ultravioleta a partir de óxido de zinc , pero luchaba por hacer una cavidad láser con óxido de zinc, que es difícil de escindir o grabar. [1] Al medir la fluorescencia de películas de óxido de zinc policristalino, Cao observó el láser; un resultado inesperado dada la ausencia de caries.[1] Más tarde atribuyó este láser a la dispersión aleatoria de la luz de los granos de óxido de zinc. [1] Cao cambió su enfoque de investigación a láseres aleatorios , los láseres con retroalimentación proporcionada por múltiples eventos de dispersión. Cao también empleó la interferencia de la luz de dispersión múltiple como un mecanismo novedoso para el confinamiento óptico tridimensional y fabricó microláseres con nanopartículas de ZnO. Desde 2008, Cao se desempeñó comoconferenciante itinerante distinguido de la División de Ciencias Láser de la Sociedad Estadounidense de Física . [6]

En 2008, Cao se incorporó a la Universidad de Yale como profesor de física aplicada y profesor de física. En colaboración con Michael A. Choma de la facultad de medicina de Yale, aplicó su conocimiento de los sistemas láser aleatorios al diseño de fuentes de iluminación novedosas para obtener imágenes sin manchas. En los láseres convencionales, una alta coherencia espacial puede provocar artefactos como el ruido de moteado, que puede comprometer la obtención de imágenes de campo completo. [1] Si bien tienen un brillo similar a los láseres convencionales, los láseres aleatorios pueden tener una coherencia espacial baja como los diodos emisores de luz (LED) y evitar el ruido de moteado en las imágenes de campo completo y la proyección paralela. Los láseres aleatorios son fáciles de fabricar, ya que están hechos de materiales desordenados. [7] Cao también desarrolló las fuentes de luz paratomografía de coherencia óptica para aplicaciones biomédicas. [1] Ella diseñó un novedoso sistema láser que puede cambiar entre coherencia espacial alta y baja, permitiendo tanto imágenes sin manchas (para monitorear la estructura de un objeto) como imágenes completas (para rastrear el movimiento de un objeto). [1] Aplicó un láser de este tipo para obtener imágenes de los latidos del corazón de un renacuajo vivo, que es un modelo animal de enfermedad cardíaca humana.

Además, Cao estudió otros tipos de láseres no convencionales, incluidos los láseres de microcavidad caótica [8] , los láseres aperiódicos deterministas, los láseres fotónicos amorfos y los láseres de defectos topológicos. [9] Trabajó con A. Douglas Stone en una nueva teoría matemática para modelar tales sistemas láser. [10] Cao y Stone fueron los primeros investigadores en crear un anti-láser; un dispositivo en el que los haces de luz entrantes interfieren entre sí y cancelan las ondas salientes. [11] Cao denominó a estos dispositivos absorbentes perfectos coherentes (CPA) y propuso que se pueden utilizar como interruptores ópticos y radiología. [11]También demostró que es posible controlar la transmisión y absorción de la luz en medios opacos dando forma a los frentes de onda espaciales de los rayos láser. [12]

Después de mudarse a Yale, Cao inició el programa de biofotónica y estableció colaboraciones con varios biólogos y científicos de materiales. En colaboración con Richard Prum y Eric Dufresne, descubrió cómo el color vivo de la pluma de pájaro es producido por nanoestructuras en lugar de pigmentos. Junto con Antonia Monterio, Cao estudió la evolución del color estructural y cómo se ve afectado por el medio ambiente. Pudo controlar el láser en estructuras biomiméticas con orden de corto alcance. [13]

En 2012, Cao demostró que una fibra multimodo puede funcionar como un espectrómetro de banda ancha de ultra alta resolución. El patrón de moteado, generado por la interferencia entre los modos guiados en una fibra, es único para cada longitud de onda y puede usarse como huella digital para identificar el contenido espectral de la luz de entrada. En 2013, Cao realizó un microespectrómetro de alta resolución en un chip fotónico desordenado. [14] Ella fabricó una serie aleatoria de orificios de aire en una oblea de silicio. [14] Los eventos de dispersión múltiple dentro de la estructura aleatoria permiten espectrómetros diminutos de alta resolución que se pueden usar para una variedad de aplicaciones. [14]

Junto con los nuevos dispositivos fotónicos, Cao utilizó láseres no convencionales para sistemas láser estables de alta potencia. En colaboración con Ortwin Hess en el Imperial College de Londres y Qijie Wang en la Universidad Tecnológica de Nanyang, utilizó cavidades de ondas caóticas, así como cavidades desordenadas para interrumpir la formación de filamentos. [15] [16] Los filamentos pueden provocar inestabilidades durante la operación del láser, y Cao ha demostrado que la introducción de un caos de ondas en un resonador láser puede mejorar significativamente la estabilidad de la emisión. [17] [18]

En 2018, Cao fue nombrado Profesor de Física Aplicada en Beinecke de la Universidad de Yale, y en 2019, Profesor John C. Malone de Física Aplicada y Física. [19] [20] Ha sido miembro del Comité Científico Internacional de ESPCI Paris desde 2017, [21] y miembro del consejo asesor del Instituto Max Planck para la Ciencia de la Luz.

Premios y honores

  • Premio CAREER 2001 de la National Science Foundation [22]
  • Beca de investigación Sloan 2000 [23]
  • 2004 Premio de Investigación Friedrich Wilhelm Bessel de la Fundación Alexander von Humboldt [ cita requerida ]
  • Premio Maria Goeppert-Mayer de la Sociedad Estadounidense de Física 2006 [24]
  • Miembro electo de 2007 de la Sociedad Estadounidense de Física [25] [26]
  • 2007 Miembro electo de la Optical Society of America [27]
  • Beca John Simon Guggenheim 2013
  • 2014 Microscopía Hoy premio a la innovación [28]
  • Premio Willis E. Lamb 2015 a la ciencia láser [29]
  • Miembro elegido en 2017 de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia [30] [31]
  • Miembro electo de 2019 del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos
  • 2021 Elegido miembro de la Academia Nacional de Ciencias [32]
  • 2021 Elegido miembro de la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias [33]

Seleccionar publicaciones

  • Cao, H .; Zhao, YG; Anfitrión; Seelig, EW; Wang, QH; Chang, RPH (15 de marzo de 1999). "Acción aleatoria del láser en polvo semiconductor". Cartas de revisión física . 82 (11): 2278–2281. Código Bibliográfico : 1999PhRvL..82.2278C . doi : 10.1103 / PhysRevLett.82.2278 .
  • Cao, H .; Xu, JY; Zhang, DZ; Chang, S.-H .; Anfitrión; Seelig, EW; Liu, X .; Chang, RPH (12 de junio de 2000). "Confinamiento espacial de la luz láser en medios aleatorios activos". Cartas de revisión física . 84 (24): 5584–5587. Código Bibliográfico : 2000PhRvL..84.5584C . doi : 10.1103 / PhysRevLett.84.5584 . PMID  10991000 .
  • Cao, H .; Zhao, YG; Ong, HC; Anfitrión; Dai, JY; Wu, JY; Chang, RPH (21 de diciembre de 1998). "Lásera ultravioleta en resonadores formados por dispersión en películas policristalinas semiconductoras". Letras de Física Aplicada . 73 (25): 3656–3658. Código Bibliográfico : 1998ApPhL..73.3656C . doi : 10.1063 / 1.122853 . ISSN  0003-6951 .

Referencias

  1. ^ a b c d e f g h i j "StackPath" . www.laserfocusworld.com . Consultado el 24 de agosto de 2020 .
  2. ^ "Serie de seminarios FIP - Dr. Hui Cao, Universidad de Stanford | Instituto Fitzpatrick de fotónica" . fitzpatrick.duke.edu . Consultado el 23 de agosto de 2020 .
  3. ↑ Yamamoto, Y .; Tassone, F .; Cao, H. (2000). Electrodinámica cuántica de cavidades semiconductoras . Springer Tracts en la física moderna. Berlín Heidelberg: Springer-Verlag. ISBN 978-3-540-67520-4.
  4. ^ "Diodo emisor de luz de excitón-polaritón de pozo cuántico US5877509" . patentscope.wipo.int . Consultado el 24 de agosto de 2020 .
  5. ^ "Láseres complejos - Departamento de ingeniería eléctrica" . ee.nd.edu . Consultado el 23 de agosto de 2020 .
  6. ^ "Conferencistas itinerantes distinguidos" . www.aps.org . Consultado el 23 de agosto de 2020 .
  7. ^ Hogan, Melinda Rose y Hank. "Una historia del láser: 1960 - 2019" . www.photonics.com . Consultado el 23 de agosto de 2020 .
  8. ^ Wiersma, Diederik (2000). "El láser aleatorio más pequeño" . Naturaleza . 406 (6792): 133-135. doi : 10.1038 / 35018184 . ISSN 0028-0836 . PMID 10910335 . S2CID 205007588 .   
  9. ↑ Cao, Hui (1 de julio de 2003). "Lasing en medios aleatorios". Ondas en medios aleatorios . 13 (3): R1 – R39. doi : 10.1088 / 0959-7174 / 13/3/201 . ISSN 0959-7174 . S2CID 36713760 .  
  10. ↑ Gupta, Abhinav (1 de septiembre de 2010). "Científico de Yale reconocido por su investigación en óptica" . Revista científica de Yale . Consultado el 23 de agosto de 2020 .
  11. ^ a b "Los científicos construyen el primer anti-láser del mundo" . phys.org . Consultado el 23 de agosto de 2020 .
  12. ↑ Shelton, Jim (4 de marzo de 2019). "Nuevas formas de rayo láser 'se cuelan' a través de medios opacos" . YaleNews . Consultado el 23 de agosto de 2020 .
  13. ^ "El nuevo láser es de los pájaros" . Noticias de ciencia . 2011-05-13 . Consultado el 23 de agosto de 2020 .
  14. ↑ a b c Coffey, Valerie C. (2013). "Los investigadores utilizan la dispersión en el espectrómetro en un chip desordenado" . OSA . Consultado el 23 de agosto de 2020 .
  15. ↑ Shelton, Jim (16 de agosto de 2018). "¿La cura para los láseres caóticos? Más caos, por supuesto" . YaleNews . Consultado el 23 de agosto de 2020 .
  16. ↑ Yang, Lan (21 de septiembre de 2018). "Combatir el caos con el caos en láseres" . Ciencia . 361 (6408): 1201. Bibcode : 2018Sci ... 361.1201Y . doi : 10.1126 / science.aau6628 . ISSN 0036-8075 . PMID 30237344 . S2CID 52308222 .   
  17. ^ Materiales, Dr. Sang Soon Oh Sêr Cymru Rising Star Fellow Avanzado; Materia, grupo de investigación Devices-Sêr Cymru condensado; Grupo, Fotónica. "Los físicos luchan contra el caos láser con el caos cuántico" . Universidad de Cardiff . Consultado el 23 de agosto de 2020 .
  18. ^ ¿ La cura para los láseres caóticos? Más caos, por supuesto , recuperado 2020-08-24
  19. ^ "Hui Cao nombró al profesor Beinecke de física aplicada" . YaleNews . 2018-04-02 . Consultado el 23 de agosto de 2020 .
  20. ^ "Dos miembros de la facultad nombrados como profesores John C. Malone" . YaleNews . 2019-03-04 . Consultado el 24 de agosto de 2020 .
  21. ^ "Comité Científico Internacional ESPCI" . espci.fr . Consultado el 25 de agosto de 2020 .
  22. ^ "Búsqueda de premio NSF: Premio # 0093949 - CARRERA: Estudio microscópico de localización de fotones" . www.nsf.gov . Consultado el 23 de agosto de 2020 .
  23. ^ "Fundación Alfred P. Sloan" . www.chronicle.com . Consultado el 23 de agosto de 2020 .
  24. ^ "Premio 2006 Maria Goeppert Mayer" . www.aps.org . Consultado el 23 de agosto de 2020 .
  25. ^ "Archivo de becarios de APS" . www.aps.org . Consultado el 23 de agosto de 2020 .
  26. ^ "Beca APS" . www.aps.org . Consultado el 23 de agosto de 2020 .
  27. ^ "2007 becarios OSA" . Sociedad Americana de Óptica . Consultado el 23 de agosto de 2020 .
  28. ^ Lyman, Charles (2014). "Premios a la Innovación Microscopy Today 2014" . Microscopía hoy . 22 (5): 7. doi : 10.1017 / S1551929514000893 . ISSN 1551-9295 . S2CID 139254177 .  
  29. ^ "El premio Willis E. Lamb para ciencia láser y óptica cuántica" . www.lambaward.org . Consultado el 23 de agosto de 2020 .
  30. ^ "Tres profesores de Yale nombrados becarios de la sociedad científica más grande" . YaleNews . 2017-11-20 . Consultado el 23 de agosto de 2020 .
  31. ^ "Becarios de la AAAS 2017 reconocidos por promover la ciencia | Asociación americana para el avance de la ciencia" . www.aaas.org . Consultado el 23 de agosto de 2020 .
  32. ^ "Elección de NAS 2021" . Academia Nacional de Ciencias . Consultado el 26 de abril de 2021 .
  33. ^ https://www.amacad.org/new-members-2021 . Consultado el 22 de abril de 2021 . Falta o vacío |title=( ayuda )
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