Robert William Boyd (nacido el 8 de marzo de 1948) es un físico estadounidense conocido por su trabajo en física óptica y especialmente en óptica no lineal . Actualmente es el ganador de la Cátedra de Investigación de Excelencia de Canadá en Óptica Cuántica No Lineal con sede en la Universidad de Ottawa, profesor de Física designado por la Escuela de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación de la Universidad de Ottawa , y profesor de óptica y profesor de física en la Universidad de Rochester . [5] [6] [7] [8] [9]
Robert Boyd | |
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Nació | Robert William Boyd 8 de marzo de 1948 [1] Buffalo , Nueva York , EE. UU. |
Nacionalidad | Estados Unidos |
alma mater |
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Premios |
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Carrera científica | |
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Instituciones | |
Tesis | Un convertidor ascendente de infrarrojos para imágenes astronómicas (1977) |
Asesor de doctorado | Charles H. Townes [3] [4] |
Sitio web |
Educación y carrera
Robert Boyd nació en Buffalo , Nueva York . Recibió una Licenciatura en Ciencias grado en Física de la Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) y un Ph.D. en física de la Universidad de California, Berkeley . Su tesis doctoral fue supervisada por Charles Townes [3] [4] [10] e implica el uso de técnicas ópticas no lineales en la detección infrarroja para la astronomía. El profesor Boyd se incorporó a la facultad de la Universidad de Rochester en 1977 y en 2001 se convirtió en profesor de óptica M. Parker Givens y profesor de física. En 2010 se convirtió en profesor de física y cátedra de investigación de excelencia de Canadá en óptica cuántica no lineal en la Universidad de Ottawa . Sus intereses de investigación incluyen estudios de propagación de luz "lenta" y "rápida" , técnicas de imágenes cuánticas , interacciones ópticas no lineales , estudios de las propiedades ópticas no lineales de los materiales y el desarrollo de dispositivos fotónicos, incluidos biosensores fotónicos . Boyd ha escrito dos libros, coeditado dos antologías, publicado más de 500 artículos de investigación y obtenido cinco patentes. Recibió en 2009 el premio Willis E. Lamb por ciencia láser y óptica cuántica y en 2016 recibió el premio Charles H Townes. Es miembro de la Sociedad Estadounidense de Física (APS), la Sociedad Óptica de América (OSA), el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) y SPIE . Ha presidido la División de Ciencia Láser de APS y ha sido director de OSA. Boyd se ha desempeñado como miembro de la Junta de Editores de Physical Review Letters y de la Junta de Editores Revisores de Science Magazine . Tiene un índice h de 78 (según Google Scholar [2] ).
Investigar
Los intereses de investigación de Boyd se encuentran en óptica no lineal , fotónica , física óptica , nanofotónica y óptica cuántica . [2]
Luz lenta y rápida
Boyd ha hecho contribuciones significativas al campo de investigación conocido coloquialmente como luz lenta y rápida . Poco después del desarrollo de gran interés en este campo en 2000, se dio cuenta de que es posible producir efectos de luz lenta y rápida en sólidos a temperatura ambiente. [11] [12] [13] Hasta ese momento, la mayoría de los trabajadores habían hecho uso de sistemas de átomos libres como vapores atómicos y condensados de Bose-Einstein para controlar la velocidad de grupo de la luz. La constatación de que se pueden obtener efectos de luz lentos en sólidos a temperatura ambiente ha permitido el desarrollo de muchas aplicaciones de estos efectos en el campo de la fotónica. En particular, con sus estudiantes fue pionero en el uso de oscilaciones de población coherentes como mecanismo para producir luz lenta y rápida en sólidos a temperatura ambiente. [11] [12] [13] Su trabajo ha llevado a una apreciación de la amplia variedad de efectos exóticos que pueden ocurrir en la propagación de la luz a través de tales estructuras, incluida la observación de la propagación de la luz "hacia atrás". [14] Boyd también ha sido fundamental en el desarrollo de otros métodos de luz lenta, como la dispersión estimulada de Brillouin. [15] Más recientemente, ha pasado a la investigación de aplicaciones de la luz lenta para amortiguar [16] y regeneración de señales. [17] También se dio cuenta de que los métodos de luz lenta se pueden utilizar para obtener enormes mejoras en la resolución de espectrómetros interferométricos, [18] [19] y actualmente está trabajando en el desarrollo de espectrómetros basados en este principio. Como solo una indicación del impacto del trabajo de Robert sobre la luz lenta y rápida, su artículo de Science [12] ha sido citado 523 veces.
Imágenes cuánticas
Boyd ha sido fundamental en la creación y desarrollo del campo de la imagen cuántica. Este campo utiliza características cuánticas de la luz, como la compresión y el entrelazamiento, para realizar la formación de imágenes con mayor resolución o sensibilidad que la que se puede lograr mediante el uso de fuentes de luz clásicas. Sus contribuciones a la investigación en esta área han incluido estudios de la naturaleza del entrelazamiento de la posición y el momento, [20] la capacidad de imprimir muchos bits de información en un solo fotón, [21] y estudios para identificar la naturaleza cuántica o clásica de las imágenes de coincidencia. [22] [23] Este último trabajo ha llevado a la comunidad a darse cuenta de que las correlaciones clásicas a veces pueden usarse para imitar efectos que parecen ser de origen cuántico, pero usando implementaciones de laboratorio mucho más simples.
Efectos de campo local y medición del corrimiento al rojo de Lorentz
Boyd ha realizado estudios fundamentales de la naturaleza de los efectos de campo local en materiales ópticos, incluidos los vapores atómicos densos. Un resultado clave de este trabajo fue la primera medición [24] del desplazamiento al rojo de Lorentz, un desplazamiento de la línea de absorción atómica como consecuencia de los efectos del campo local. Este corrimiento hacia el rojo había sido predicho por Lorentz en la última parte del siglo XIX, pero nunca antes se había observado experimentalmente. Además de confirmar esta predicción centenaria, este trabajo es significativo para confirmar la validez del formalismo de campo local de Lorentz incluso en condiciones asociadas con la respuesta de resonancia de los vapores atómicos.
Desarrollo de materiales ópticos compuestos no lineales
Boyd ha asumido un papel de liderazgo en la explotación de los efectos de campo local para adaptar la respuesta óptica no lineal de los materiales y estructuras ópticos compuestos. Junto con John Sipe, predijo que los materiales compuestos podrían poseer una respuesta no lineal superior a la de sus constituyentes [25] y demostró esta respuesta óptica no lineal mejorada en materiales que incluyen materiales ópticos no lineales, [26] materiales electroópticos, [27] y estructuras de banda prohibida fotónica. . [28] Pueden producirse tipos similares de mejora para los sistemas de resonancia de anillo de fibra y nanofabricados, [29] con aplicaciones importantes en la conmutación fotónica [30] y la detección de patógenos biológicos. [31]
Fundamentos de la óptica no lineal
Boyd también ha hecho contribuciones al crecimiento general del campo de la óptica no lineal. [32] Quizás su mayor contribución ha sido en términos de su libro de texto Nonlinear Optics . [33] El libro ha sido elogiado por su claridad pedagógica. Se ha convertido en la obra de referencia estándar en esta área, y hasta ahora ha vendido más de 12.000 copias. Además, en la década de 1980 realizó estudios de laboratorio y teóricos sobre el papel de las oscilaciones Rabi en la determinación de la naturaleza del procesamiento de mezcla de cuatro ondas en vapores atómicos fuertemente impulsados. [34] [35] Este trabajo ha tenido un impacto duradero en el campo con un artículo en particular que ha sido citado 293 veces. [34]
Premios y honores
- Profesor Blythe, Departamento de Física, Universidad de Toronto , 1987–1988.
- Miembro de la Optical Society of America , 1998.
- Miembro de la Sociedad Estadounidense de Física , 2001.
- Conferencia en memoria de Herta Leng, Instituto Politécnico Rensselaer , 13 de abril de 2005.
- Profesor de la serie Frontiers In Spectroscopy en la Universidad Estatal de Ohio , enero de 2006.
- Investigación elegida por la revista Discover para ser una de las 100 mejores historias de investigación de 2006 (de las cuales solo seis fueron en física).
- Investigación descrita en el New York Times , 16 de mayo de 2006.
- Premio Willis E. Lamb por ciencia láser y óptica cuántica, 2009.
- Premio Humboldt de Física, 2010.
- Cátedra de investigación de excelencia de Canadá en óptica cuántica no lineal, 2010.
- Miembro, SPIE , 2014.
- Premio Quantum Electronics, IEEE Photonics Society , 2014.
- Doctorado Honoris Causa, Universidad de Glasgow , 2014.
- Conferencista distinguido de la IEEE Photonics Society , 2015-2016.
- Premio Arthur L. Schawlow en ciencia láser , Sociedad Estadounidense de Física , 2016.
- Premio Charles Hard Townes , Optical Society , 2016.
- Miembro de la Royal Society of Canada , 2019. [36]
Publicaciones
El trabajo de Boyd ha sido ampliamente publicado en libros y revistas científicas revisadas por pares , incluida Science , [12] [13] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] Nature , [45] [46] y cartas de revisión física . [15]
Libros
- Radiometría y detección de radiación óptica por RW Boyd (1983).
- Inestabilidades ópticas Editado por RW Boyd, MG Raymer y LM Narducci (1986).
- Óptica no lineal de RW Boyd, Óptica no lineal (1991, 2002 y 2008). [33]
- Óptica no lineal contemporánea Editado por GP Agrawal y RW Boyd (1991).
Referencias
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