FJ ドゥアルテ

DuarteとPiperは、当初は銅レーザー励起狭線幅可変レーザー発振器として発表された多重プリズム近斜入射回折格子共振器を導入した。 ^{[ 2 ] [ 3 ]}_{その後、彼は高出力CO2}レーザー発振器^{[ 4 ]}および固体可変有機レーザー発振器^{[ 5 ]}用の狭線幅多重プリズム回折格子構成を開発した。

ドゥアルテはまた、波長可変狭線幅レーザー発振器^{[ 6 ]}および多重プリズムレーザーパルス圧縮^{[ 7 ] [ 8 ]}の多重プリズム分散理論を考案し、それらは彼のいくつかの著書にまとめられている^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]} 。 この理論の導入は、一般化された多重プリズム分散方程式^{[ 6 ]である。}

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

これは様々な用途で利用されている。^{[ 12 ] [ 13 ]}

彼の波長可変狭線幅レーザー発振器構成^{[ 3 ] [ 14 ]}は、ウラン原子蒸気レーザー同位体分離（AVLIS）に取り組むさまざまな研究グループに採用されている。 ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]}この研究はオーストラリア原子力委員会 によって支援された。^{[ 14 ]}この研究の過程で、ドゥアルテは当時の連邦エネルギー大臣、ジョン・キャリック卿にオーストラリアへのAVLIS施設の導入を提唱したと記している。^{[ 18 ]} 2002年、彼は狭線幅波長可変ダイオードレーザーを使用したリチウムの同位体分離につながる研究に参加した。^{[ 19 ]}

1980年代半ばから1990年代初頭にかけて、ドゥアルテと米国陸軍ミサイル司令部の科学者たちは、可視スペクトルで直接調整可能な堅牢な狭線幅レーザー発振器を開発した。^{[ 20 ] [ 21 ]} これは、荒れた地形上でテストされた調整可能な狭線幅レーザーの公開文献における最初の開示となった。この研究はポリマー利得媒体の実験につながり、1994年にドゥアルテは最初の狭線幅調整可能な固体色素レーザー発振器について報告した。^{[ 5 ]}これらの分散発振器アーキテクチャはその後改良され、ハイゼンベルクの不確定性原理 によってのみ制限される単一縦モードの発光を実現した。^{[ 22 ]}

RO James との共同研究により、固体有機無機材料の研究が行われ、ポリマーナノ粒子利得媒体の発見と、この種の媒体からの調整可能な低発散均一レーザービームの放出につながった。^{[ 23 ]} 2005 年、Duarte らは、電気的に励起された有機半導体からの方向性のあるコヒーレント放出を初めて実証した。^{[ 24 ] [ 25 ]}これらの実験では、統合された干渉計構成内の タンデムOLEDが使用された。 ^{[ 24 ] [ 25 ]}

ドゥアルテのこの分野における研究は、クマリンテトラメチル色素^{[ 26 ] [ 27 ]}を用いた狭線幅レーザー発光の実証から始まった。この色素は、電磁スペクトルの緑色領域において高い変換効率と広い波長可変性を提供する。^{[ 28 ]}

1980年代後半、彼はイメージングや顕微鏡検査への応用を目的としたデジタルNスリットレーザー干渉計を発明した。^{[ 29 ]}同時に、彼はディラックの記法を適用して、その干渉特性と伝搬特性を量子力学的に記述した。^{[ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]}この干渉計のさらなる革新は、サンプル照明に幅と高さの比が最大2000:1にもなる極めて細長いガウスビームを使用したことである。^{[ 32 ]}

この研究は、その後、正と負の屈折を含む一般化された統一的な量子アプローチで、干渉、回折、屈折、反射などの古典的な光学現象を記述するために適用された一般化された N スリット干渉方程式にもつながりました^{[ 33 ] [ 34 ] 。 [ 35 ]}また、量子力学の原理を使用して、分散レーザー発振器のキャビティ線幅方程式 も導出しました。 ^{[ 36 ]}

さらなる発展としては、安全な自由空間光通信のために干渉文字を生成および伝搬させる非常に大きなNスリット レーザー干渉計などがある。^{[ 37 ] [ 38 ]}干渉文字は、干渉信号を英数字文字にリンクするために 2002 年に造語された用語である (図の凡例を参照)。^{[ 37 ]} これらの実験により、伝搬する干渉信号に重ね合わされた回折パターンの最初の観測が得られ、伝搬する干渉縞の非破壊的 (またはソフト) 傍受が実証された。^{[ 38 ]}

この研究から派生した、航空業界への応用につながる研究として、Nスリットレーザー干渉計が晴天乱流の非常に高感度な検出器であることが発見された。^{[ 38 ] [ 39 ]}

ドゥアルテは著書『エンジニアのための量子光学』の中で、ほぼ完全にディラックの記法を用いて量子光学の説明を行っている。^{[ 40 ]} この本の中で彼は量子もつれの確率振幅を導出している。

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

彼はこれをNスリット干渉計の観点からプライス・ウォード確率振幅と呼んでいる。${\displaystyle \left|\psi \right\rangle }$それが確率となる${\displaystyle \left|\psi \right\rangle \left|\psi \right\rangle ^{*}}$プライスとウォードによって明らかにされた。^{[ 41 ] [ 42 ] [ 43 ]} ドゥアルテもまた、量子力学に対する実用的で非解釈的なアプローチを強調している。^{[ 40 ] [ 41 ] [ 44 ]}

マッコーリー大学において、ドゥアルテはジョン・クライヴ・ウォードのもとで量子物理学を、ロナルド・アーネスト・エイチソンのもとで半導体物理学を学んだ。博士課程の研究テーマはレーザー物理学で、指導教官はジェームズ・A・パイパーであった。

大学政治の分野では、彼はマッコーリー大学の学位構造を変革したマッコーリー科学改革運動を設立し主導した^{[ 45 ] [ 46 ]} 。マッコーリー大学の科学改革は、物理学者のRE Aitchison、REB Makinson、AW Pryor、JC Wardを含む地元の科学者から広く支持された。1980年、Duarteはマッコーリー大学のオーストラリア学生連合の代表の一人に選出されたが、「机をひっくり返した」ために除名され、その後復職した。

博士課程修了後、ドゥアルテはニューサウスウェールズ大学のBJ・オアのもとで博士研究員として研究を行い、その後マッコーリー大学に戻った。

1983年、デュアルテはアラバマ大学の物理学教授に就任するため米国へ渡航した。1985年にはイーストマン・コダック社のイメージング研究所に入社し、2006年まで在籍した。コダック在籍中は、Lasers '87とその後の同シリーズの会議の議長を務めた。^{[ 47 ]}デュアルテは米国陸軍ミサイル司令部および米国陸軍航空ミサイル司令 部と長年にわたり関係があり、そこで（RWコンラッドおよびTSテイラー^{[ 21 ]}と共に）指向性エネルギー研究に参加した。

彼は1987年にオーストラリア物理学会のフェローに選出され、 1993年にはアメリカ光学会のフェローに選出された。^{[ 48 ]}

1995年、彼は「写真フィルムやフィルム基板などの透明な表面のイメージング診断に直接応用できる電気光学コヒーレント干渉計の発明」によりエンジニアリング優秀賞を受賞しました。 ^{[ 49 ] [ 50 ]}また、2016年には、光学学会から「狭線幅可変レーザー発振器およびレーザーパルス圧縮のための多重プリズムアレイの物理学および技術への先駆的な貢献」により、デビッド・リチャードソン・メダルを授与されました。^{[ 51 ]}

ドゥアルテはチリのサンティアゴで生まれ、十代の頃にオーストラリアのシドニーへ渡った。シドニーでは、まずストラスフィールドに住み、その後北部の小さな町コーワンに移り住んだ。アメリカ合衆国では、アラバマ州タスカルーサに短期間滞在した後、ニューヨーク州西部へ移住した。

• 色素レーザーの原理（1990）^{[ 9 ]}
• チューナブルレーザー光学、第2版（2015年、第2版）^{[ 11 ]}
• 波長可変レーザー応用、第3版（1996年、2009年、2016年）^{[ 52 ]}
• 量子もつれの基礎（2019）^{[ 41 ]}
• 量子もつれ工学と応用（2021）^{[ 44 ]}