Roberta W. Boyda

Roberta Boyda
Boyda w 2010 roku
Urodzić się	Roberta Williama Boyda ( 08.03.1948 ) 8 marca 1948 Buffalo , Nowy Jork , USA
Narodowość	amerykański
Alma Mater	MIT (BS) Uniwersytet Kalifornijski w Berkeley (doktorat)
Nagrody	Nagroda Charlesa Harda Townesa (2016) Nagroda Arthura L. Schawlowa w dziedzinie nauki o laserach (2016) Nagroda Humboldta (2010) Willisa E. Lamba (2009)
Kariera naukowa
Pola	Fizyka Optyka nieliniowa Fotonika Fizyka optyczna Nanofotonika Optyka kwantowa
Instytucje	Uniwersytet w Rochesterze Uniwersytet w Ottawie
Praca dyplomowa	Konwerter podczerwieni do obrazowania astronomicznego (1977)
Doradca doktorski	Charlesa H. Townesa
Strona internetowa	www .boydnlo .ca www .hajim .rochester .edu /optyka /strony /boyd /

Robert William Boyd (urodzony 8 marca 1948) to amerykański fizyk znany ze swojej pracy w fizyce optycznej , a zwłaszcza w optyce nieliniowej . Obecnie jest laureatem Canada Excellence Research Chair in Quantum Nonlinear Optics na Uniwersytecie w Ottawie, profesorem fizyki w Szkole Inżynierii Elektrycznej i Informatyki na Uniwersytecie w Ottawie oraz profesorem optyki i profesorem fizyki na uniwersytet w Rochester .

Edukacja i kariera

Robert Boyd urodził się w Buffalo w stanie Nowy Jork . Uzyskał Bachelor of Science w dziedzinie fizyki na Massachusetts Institute of Technology (MIT) oraz tytuł doktora. fizyki na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley . Jego praca doktorska była nadzorowana przez Charlesa Townesa i dotyczyła wykorzystania nieliniowych technik optycznych w detekcji podczerwieni w astronomii. Profesor Boyd rozpoczął pracę na wydziale Uniwersytetu w Rochester w 1977 r., aw 2001 r. został M. Parker Givens Profesor optyki i profesor fizyki. W 2010 roku został profesorem fizyki i Kanada Excellence Research Chair w kwantowej optyce nieliniowej na Uniwersytecie w Ottawie . Jego zainteresowania badawcze obejmują badania „wolnej” i „szybkiej” propagacji światła , techniki obrazowania kwantowego , nieliniowe oddziaływania optyczne , badania nieliniowych właściwości optycznych materiałów oraz rozwój urządzeń fotonicznych, w tym biosensorów fotonicznych . Boyd napisał dwie książki, współredagował dwie antologie, opublikował ponad 500 artykułów naukowych i uzyskał pięć patentów. W 2009 roku otrzymał nagrodę Willis E. Lamb Award for Laser Science and Quantum Optics, a w 2016 roku otrzymał nagrodę Charlesa H. Townesa. Jest członkiem Amerykańskiego Towarzystwa Fizycznego (APS), Optical Society of America (OSA), Instytutu Inżynierów Elektryków i Elektroników (IEEE) oraz SPIE . Przewodniczył Wydziałowi Nauk Laserowych APS i był dyrektorem OSA. Boyd służył jako członek Rady Redakcyjnej Physical Review Letters i Rady Redakcji Recenzentów magazynu Science . Ma indeks h równy 111 (według Google Scholar ).

Badania

Dr Robert Boyd ze swoim eksperymentem slow light in rubin.

Zainteresowania badawcze Boyda to optyka nieliniowa , fotonika , fizyka optyczna , nanofotonika i optyka kwantowa .

Wolne i szybkie światło

Boyd wniósł znaczący wkład w dziedzinę badań zwaną potocznie wolnym i szybkim światłem . Wkrótce po dużym zainteresowaniu tą dziedziną w 2000 roku zdał sobie sprawę, że możliwe jest uzyskanie efektów wolnego i szybkiego światła w ciałach stałych o temperaturze pokojowej. Do tego czasu większość pracowników wykorzystywała układy wolnych atomów, takie jak opary atomowe i kondensaty Bosego-Einsteina, do kontrolowania grupowej prędkości światła. Uświadomienie sobie, że powolne efekty świetlne można uzyskać w ciałach stałych o temperaturze pokojowej, umożliwiło opracowanie wielu zastosowań tych efektów w dziedzinie fotoniki. W szczególności wraz ze swoimi studentami był pionierem wykorzystania spójnych oscylacji populacji jako mechanizmu wytwarzania wolnego i szybkiego światła w ciałach stałych o temperaturze pokojowej. Jego praca doprowadziła do docenienia szerokiej gamy egzotycznych efektów, które mogą wystąpić podczas rozchodzenia się światła przez takie struktury, w tym obserwacji „wstecznej” propagacji światła. Boyd odegrał również kluczową rolę w opracowaniu innych metod powolnego światła, takich jak stymulowane rozpraszanie Brillouina. Ostatnio zajął się badaniem zastosowań wolnego światła do buforowania i regeneracji sygnału. Doszedł również do wniosku, że metody powolnego światła można wykorzystać do uzyskania ogromnych ulepszeń rozdzielczości spektrometrów interferometrycznych i obecnie pracuje nad rozwojem spektrometrów opartych na tej zasadzie. Jako tylko jeden dowód wpływu pracy Roberta na powolne i szybkie światło, jego artykuł Science był cytowany 523 razy.

Obrazowanie kwantowe

Boyd odegrał kluczową rolę w stworzeniu i rozwoju dziedziny obrazowania kwantowego. Pole to wykorzystuje kwantowe właściwości światła, takie jak ściskanie i splątanie, do tworzenia obrazu o wyższej rozdzielczości lub czułości, niż można to osiągnąć przy użyciu klasycznych źródeł światła. Jego wkład badawczy w tej dziedzinie obejmował badania natury splątania pozycji i pędu, zdolność do odciskania wielu bitów informacji na pojedynczym fotonie oraz badania mające na celu identyfikację kwantowej lub klasycznej natury obrazowania koincydencji. Ta ostatnia praca doprowadziła społeczność do uświadomienia sobie, że klasyczne korelacje można czasami wykorzystać do naśladowania efektów, które wydają się mieć pochodzenie kwantowe, ale przy użyciu znacznie prostszych implementacji laboratoryjnych.

Lokalne efekty polowe i pomiar przesunięcia ku czerwieni Lorentza

Boyd przeprowadził podstawowe badania natury lokalnych efektów polowych w materiałach optycznych, w tym w gęstych oparach atomowych. Kluczowym rezultatem tej pracy był pierwszy pomiar przesunięcia ku czerwieni Lorentza, przesunięcia linii absorpcji atomowej w wyniku lokalnych efektów polowych. To przesunięcie ku czerwieni zostało przewidziane przez Lorentza w drugiej połowie XIX wieku, ale nigdy wcześniej nie zostało zaobserwowane eksperymentalnie. Oprócz potwierdzenia tej stuletniej prognozy, ta praca jest istotna dla potwierdzenia słuszności formalizmu pola lokalnego Lorentza, nawet w warunkach związanych z reakcją rezonansową oparów atomowych.

Rozwój kompozytowych nieliniowych materiałów optycznych

Boyd odegrał wiodącą rolę w wykorzystaniu lokalnych efektów polowych w celu dostosowania nieliniowej odpowiedzi optycznej kompozytowych materiałów i struktur optycznych. Wraz z Johnem Sipe przewidział, że materiały kompozytowe mogą mieć nieliniową odpowiedź przekraczającą reakcję ich składników i wykazał tę zwiększoną nieliniową odpowiedź optyczną w materiałach, w tym nieliniowych materiałach optycznych, materiałach elektrooptycznych i fotonicznych strukturach pasma wzbronionego. Podobne rodzaje ulepszeń mogą wystąpić w przypadku światłowodowych i nanofabrykowanych układów pierścieniowo-rezonatorowych, z ważnymi zastosowaniami w przełączaniu fotonicznym i wykrywaniu biologicznych patogenów.

Podstawy optyki nieliniowej

Boyd wniósł również wkład w ogólny rozwój dziedziny optyki nieliniowej. Być może jego największym pojedynczym wkładem był podręcznik Optyka nieliniowa . Książka została wyróżniona za swoją pedagogiczną klarowność. Stała się standardową pracą referencyjną w tej dziedzinie i do tej pory sprzedano ponad 12 000 egzemplarzy. Ponadto w latach 80. prowadził badania laboratoryjne i teoretyczne nad rolą oscylacji Rabiego w określaniu charakteru czterofalowego procesu mieszania w silnie napędzanych parach atomowych. Ta praca wywarła trwały wpływ na dziedzinę, a jeden konkretny artykuł był cytowany 293 razy.

Nagrody i wyróżnienia

• Blythe Wykładowca, Wydział Fizyki, University of Toronto , 1987-1988.
• Kolega, Towarzystwo Optyczne Ameryki , 1998.
• Członek Amerykańskiego Towarzystwa Fizycznego , 2001.
• Wykład upamiętniający Hertę Leng, Rensselaer Polytechnic Institute , 13 kwietnia 2005 r.
• Wykładowca serii Frontiers In Spectroscopy na Ohio State University , styczeń 2006.
• Badania wybrane przez magazyn Discover jako jeden ze 100 najlepszych artykułów naukowych 2006 r. (z których tylko sześć dotyczyło fizyki).
• Badania opisane w New York Times , 16 maja 2006.
• Willis E. Lamb Award za naukę o laserach i optykę kwantową, 2009.
• Nagroda Humboldta w dziedzinie fizyki, 2010.
• Canada Excellence Research Chair in Quantum Nonlinear Optics, 2010.
• Kolega, SPIE , 2014.
• Nagroda Quantum Electronics, IEEE Photonics Society , 2014.
• Doktorat honoris causa Uniwersytetu w Glasgow , 2014.
• IEEE Photonics Society , 2015–2016.
• Arthur L. Schawlow Prize in Laser Science , Amerykańskie Towarzystwo Fizyczne , 2016.
• Nagroda Charlesa Harda Townesa , Towarzystwo Optyczne , 2016.
• Członek Royal Society of Canada , 2019.

Publikacje

Prace Boyda były szeroko publikowane w książkach i recenzowanych czasopismach naukowych , w tym Science , Nature i Physical Review Letters .

Książki

• Radiometria i wykrywanie promieniowania optycznego przez RW Boyda (1983).
• Niestabilności optyczne pod redakcją RW Boyda, MG Raymera i LM Narducciego (1986).
• Optyka nieliniowa Autor: RW Boyd, Optyka nieliniowa (1991, 2002 i 2008).
• Współczesna optyka nieliniowa pod redakcją GP Agrawala i RW Boyda (1991).