Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено от Хуэй В. Цао )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Хуэй Цао
WikiHuiCao19.jpg
Альма-матерПекинский университет
Принстонский университет
Стэнфордский университет
Научная карьера
УчрежденияЙельский университет
Северо-Западный университет
ТезисКвантовая электродинамика полупроводниковых резонаторов  (1998)
Веб-сайтЦао Лаборатория

Хуэй Цао - китайско-американский физик, профессор прикладной физики Джона К. Мэлоуна, профессор физики и профессор электротехники в Йельском университете . Ее научные интересы - мезоскопическая физика, сложные фотонные материалы и устройства, с акцентом на нетрадиционные лазеры и их уникальные приложения. Она является членом Американского физического общества , Оптического общества Америки , Американской ассоциации развития науки и Института инженеров по электротехнике и электронике .

Ранняя жизнь и образование [ править ]

Цао заинтересовалась физикой в ​​раннем детстве, когда ее отец, профессор физики в Пекинском университете , спросил ее, что путешествует дальше и быстрее всего. [1] Когда она узнала, что ответ был свет, она была очарована дисциплиной оптики. [1] Цао получила степень бакалавра физики в Пекинском университете. [2] Она переехала в Соединенные Штаты для учебы в аспирантуре, где она поступила в Принстонский университет в качестве аспиранта в области машиностроения и аэрокосмической техники. Ей понравилось, как в Соединенных Штатах уделяется особое внимание независимому и любознательному мышлению. [1] После получения степени магистра Цао поступила в Стэнфордский университет.как аспирант прикладной физики. В Стэнфорде она работала над квантовой электродинамикой полупроводникового резонатора с Ямамото Йошихиса. Ее докторское исследование было опубликовано в виде монографии издательством Springer Publishing . [3] Она и ее сотрудники предложили новый экситон-поляритонный светодиод . [4]

Исследования и карьера [ править ]

После получения степени доктора философии в Стэнфордском университете в 1997 году Цао поступила на физический факультет Северо-Западного университета . [5] В то время как она все еще интересовалась квантовой электродинамикой , она начала исследовать новую область исследований и начала сотрудничество с Робертом Чангом по изучению оптических свойств оксида цинка. [1] В то время люди были заинтересованы в создании ультрафиолетовых лазеров из оксида цинка , но изо всех сил пытались создать лазерный резонатор из оксида цинка, который трудно расколоть или травить. [1] При измерении флуоресценции пленок поликристаллического оксида цинка Сао наблюдал генерацию; неожиданный результат при отсутствии полости.[1] Позже она приписала эту генерацию случайному рассеянию света на зернах оксида цинка. [1] Цао переключила свое внимание на случайные лазеры - лазеры с обратной связью, обеспечиваемой многократным рассеянием. Цао также использовал интерференцию многократно рассеянного света в качестве нового механизма трехмерного оптического ограничения и создал микролазеры с наночастицами ZnO. С 2008 года Цао работалвыдающимся передвижным лектором в отделении лазерных наук Американского физического общества . [6]

В 2008 году Цао поступил в Йельский университет в качестве профессора прикладной физики и профессора физики. В сотрудничестве с Майклом А. Чома из Йельской медицинской школы она применила свои знания о системах случайной генерации при разработке новых источников освещения для получения изображений без пятен. В обычных лазерах высокая пространственная когерентность может привести к появлению артефактов, таких как спекл-шум, что может поставить под угрозу получение изображения в полном поле. [1] Обладая такой же яркостью, что и обычные лазеры, случайные лазеры могут иметь низкую пространственную когерентность, как светоизлучающие диоды (светодиоды), и избегать спекл-шума при формировании изображений в полном поле и параллельной проекции. Случайные лазеры просты в изготовлении, поскольку они сделаны из неупорядоченных материалов. [7] Цао также разработал источники света дляоптическая когерентная томография для биомедицинских приложений. [1] Она разработала новую лазерную систему, которая может переключаться между высокой и низкой пространственной когерентностью, что позволяет получать изображения как без пятен (для отслеживания структуры объекта), так и для получения изображений с полным отображением (для отслеживания движения объекта). [1] Она применила такой лазер для визуализации сердцебиения живого головастика, который является животной моделью сердечного заболевания человека.

Кроме того, Цао изучал другие типы нетрадиционных лазеров, в том числе лазеры с хаотическими микрополостями [8] , детерминированные апериодические лазеры, фотонно-аморфные лазеры и лазеры с топологическими дефектами. [9] Она работала с А. Дугласом Стоуном над новой математической теорией для моделирования таких лазерных систем. [10] Цао и Стоун были первыми исследователями, которые создали антилазер; устройство, в котором входящие лучи света интерферируют друг с другом и подавляют исходящие волны. [11] Цао назвал эти устройства когерентными идеальными поглотителями (CPA) и предположил, что они могут использоваться в качестве оптических переключателей и радиологии. [11]Она также показала, что можно управлять светопропусканием и поглощением в непрозрачных средах, формируя пространственные волновые фронты лазерных лучей. [12]

После переезда в Йель Цао начал программу биофотоники и наладил сотрудничество с несколькими биологами и учеными-материаловедами. В сотрудничестве с Ричардом Прамом и Эриком Дюфреном она выяснила, как яркий цвет птичьего пера создается наноструктурами, а не пигментами. Вместе с Антонией Монтерио Цао изучал эволюцию структурного цвета и то, как на него влияет окружающая среда. Ей удалось управлять генерацией в биомиметических структурах с ближним порядком. [13]

В 2012 году Цао продемонстрировал, что многомодовое волокно может работать как широкополосный спектрометр сверхвысокого разрешения. Спекл-узор, создаваемый интерференцией между направляемыми модами в волокне, уникален для каждой длины волны и может использоваться в качестве отпечатка пальца для определения спектрального состава входящего света. В 2013 году Цао реализовал микроспектрометр высокого разрешения на неупорядоченном фотонном чипе. [14] Она изготовила случайный массив воздушных отверстий в кремниевой пластине. [14] События многократного рассеяния в случайной структуре позволяют создавать крошечные спектрометры с высоким разрешением, которые можно использовать для множества приложений. [14]

Наряду с новыми фотонными устройствами Цао использовал нетрадиционные лазеры для создания мощных и стабильных систем генерации. В сотрудничестве с Ортвином Хессом из Имперского колледжа Лондона и Цицзе Вангом из Технологического университета Наньян она использовала волновые хаотические полости, а также неупорядоченные полости, чтобы нарушить формирование волокон. [15] [16] Нити могут привести к нестабильности во время работы лазера, и Цао показал, что введение волнового хаоса в лазерный резонатор может значительно улучшить стабильность излучения. [17] [18]

В 2018 году Цао был назначен профессором прикладной физики Бейнеке Йельского университета, а в 2019 году - профессором прикладной физики и физики Джона К. Мэлоуна. [19] [20] Она была членом Международного научного комитета ESPCI Paris с 2017 года, [21] и членом консультативного совета Института науки о свете Макса Планка.

Награды и награды [ править ]

  • Премия Национального научного фонда 2001 г. [22]
  • Исследовательская стипендия Слоуна 2000 г. [23]
  • 2004 Фонд Александра фон Гумбольдта Премия Фридриха Вильгельма Бесселя за исследования [ необходима ссылка ]
  • Премия Марии Гепперт-Майер Американского физического общества 2006 года [24]
  • 2007 Избранный член Американского физического общества [25] [26]
  • 2007 Избранный член Оптического общества Америки [27]
  • Стипендия Джона Саймона Гуггенхайма, 2013 г.
  • Премия Microscopy Today Innovation Award 2014 [28]
  • Премия Уиллиса Э. Лэмба за лазерную науку, 2015 г. [29]
  • Избранный член Американской ассоциации развития науки в 2017 г. [30] [31]
  • 2019 Избранный научный сотрудник Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике

Выберите публикации [ править ]

  • Cao, H .; Чжао, Ю.Г .; Хозяин; Силиг, EW; Wang, QH; Чанг, RPH (1999-03-15). «Случайное действие лазера в порошке полупроводников». Письма с физическим обзором . 82 (11): 2278–2281. Bibcode : 1999PhRvL..82.2278C . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.82.2278 .
  • Cao, H .; Сюй, JY; Чжан, ДЗ; Chang, S.-H .; Хозяин; Силиг, EW; Лю, X .; Чанг, RPH (12 июня 2000 г.). «Пространственное ограничение лазерного излучения в активных случайных средах». Письма с физическим обзором . 84 (24): 5584–5587. Bibcode : 2000PhRvL..84.5584C . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.84.5584 . PMID  10991000 .
  • Cao, H .; Чжао, Ю.Г .; Онг, HC; Хозяин; Дай, JY; Wu, JY; Чанг, RPH (1998-12-21). «Ультрафиолетовая генерация в резонаторах, образованных рассеянием в полупроводниковых поликристаллических пленках». Письма по прикладной физике . 73 (25): 3656–3658. Bibcode : 1998ApPhL..73.3656C . DOI : 10.1063 / 1.122853 . ISSN  0003-6951 .

Ссылки [ править ]

  1. ^ Б с д е е г ч я J «StackPath» . www.laserfocusworld.com . Проверено 24 августа 2020 .
  2. ^ "Серия семинаров ФИП - доктор Хуэй Цао, Стэнфордский университет | Институт фотоники Фитцпатрика" . fitzpatrick.duke.edu . Проверено 23 августа 2020 .
  3. ^ Ямамото, Y .; Tassone, F .; Цао, Х. (2000). Квантовая электродинамика полупроводниковых резонаторов . Тракты Спрингера в современной физике. Берлин Гейдельберг: Springer-Verlag. ISBN 978-3-540-67520-4.
  4. ^ "US5877509 Экситон-поляритонный светоизлучающий диод с квантовой ямой" . patentscope.wipo.int . Проверено 24 августа 2020 .
  5. ^ "Сложные лазеры - Департамент электротехники" . ee.nd.edu . Проверено 23 августа 2020 .
  6. ^ "Выдающиеся странствующие лекторы" . www.aps.org . Проверено 23 августа 2020 .
  7. ↑ Хоган, Мелинда Роуз и Хэнк. «История лазера: 1960 - 2019» . www.photonics.com . Проверено 23 августа 2020 .
  8. ^ Wiersma, Diederik (2000). «Самый маленький случайный лазер» . Природа . 406 (6792): 133–135. DOI : 10.1038 / 35018184 . ISSN 0028-0836 . PMID 10910335 . S2CID 205007588 .   
  9. ^ Цао, Хуэй (2003-07-01). «Лазерная генерация в случайных средах». Волны в случайных средах . 13 (3): R1 – R39. DOI : 10.1088 / 0959-7174 / 13/3/201 . ISSN 0959-7174 . S2CID 36713760 .  
  10. ↑ Гупта, Абхинав (01.09.2010). «Йельский ученый, признанный за исследования в области оптики» . Йельский научный журнал . Проверено 23 августа 2020 .
  11. ^ a b «Ученые создали первый в мире антилазер» . Phys.org . Проверено 23 августа 2020 .
  12. ^ Шелтон, Джим (2019-03-04). «Новые формы лазерного луча« пробираются »через непрозрачную среду» . YaleNews . Проверено 23 августа 2020 .
  13. ^ "Новый лазер от птиц" . Новости науки . 2011-05-13 . Проверено 23 августа 2020 .
  14. ^ a b c Coffey, Валери К. (2013). «Исследователи используют рассеяние в неупорядоченном спектрометре на кристалле» . OSA . Проверено 23 августа 2020 .
  15. ^ Шелтон, Джим (2018-08-16). «Лекарство от хаотических лазеров? Конечно, еще больше хаоса» . YaleNews . Проверено 23 августа 2020 .
  16. ^ Ян, Лань (2018-09-21). «Борьба с хаосом с хаосом в лазерах» . Наука . 361 (6408): 1201. Bibcode : 2018Sci ... 361.1201Y . DOI : 10.1126 / science.aau6628 . ISSN 0036-8075 . PMID 30237344 . S2CID 52308222 .   
  17. ^ Материалы, д-р Санг Сун О Сэр Камру, член Совета Восходящей звезды, продвинутый уровень; Matter, Devices-Sêr Cymru Research Group Condensed; Группа, Фотоника. «Физики борются с лазерным хаосом с помощью квантового хаоса» . Кардиффский университет . Проверено 23 августа 2020 .
  18. ^ Лекарство от хаотических лазеров? Больше хаоса, конечно , получено 24.08.2020
  19. ^ «Хуэй Цао назвал Бейнеке профессором прикладной физики» . YaleNews . 2018-04-02 . Проверено 23 августа 2020 .
  20. ^ "Два преподавателя, названные профессорами Джона К. Мэлоуна" . YaleNews . 2019-03-04 . Проверено 24 августа 2020 .
  21. ^ "Международный научный комитет ESPCI" . espci.fr . Проверено 25 августа 2020 .
  22. ^ "Поиск награды NSF: Премия № 0093949 - КАРЬЕРА: Микроскопическое исследование локализации фотонов" . www.nsf.gov . Проверено 23 августа 2020 .
  23. ^ "Фонд Альфреда П. Слоана" . www.chronicle.com . Проверено 23 августа 2020 .
  24. ^ "2006 Получатель Премии Марии Гепперт Майер" . www.aps.org . Проверено 23 августа 2020 .
  25. ^ "Архив сотрудников APS" . www.aps.org . Проверено 23 августа 2020 .
  26. ^ "Товарищество APS" . www.aps.org . Проверено 23 августа 2020 .
  27. ^ "2007 стипендиаты OSA" . Оптическое общество Америки . Проверено 23 августа 2020 .
  28. ^ Лайман, Чарльз (2014). «2014 Microscopy Today Innovation Awards» . Микроскопия сегодня . 22 (5): 7. DOI : 10,1017 / S1551929514000893 . ISSN 1551-9295 . 
  29. ^ "Премия Уиллиса Э. Лэмба за лазерную науку и квантовую оптику" . www.lambaward.org . Проверено 23 августа 2020 .
  30. ^ "Три факультета Йельского университета названы членами крупнейшего научного общества" . YaleNews . 2017-11-20 . Проверено 23 августа 2020 .
  31. ^ «Стипендиаты AAAS 2017 признаны за продвижение науки | Американская ассоциация развития науки» . www.aaas.org . Проверено 23 августа 2020 .