WikiDer > Луиджи Лугиато

Luigi Lugiato
Луиджи Лугиато
Foto Lugiato.jpg
Родившийся (1944-12-17) 17 декабря 1944 г. (возраст 75)
Лимбиате, Италия
НациональностьИтальянский
Альма-матерМиланский университет
Известен
Награды
  • Медаль Михельсона (1987)
  • Медаль Уиллиса Лэмба (2002)
  • Премия за квантовую электронику и оптику (2003 г.)
  • Премия Макса Борна (2007)
  • Премия и медаль Ферми (2008)
Научная карьера
ПоляФизика
Учреждения
  • Миланский университет
  • Туринский политехнический институт
  • Университет Инсубрии

Луиджи Лугиато (родился 17 декабря 1944 г.), итальянский физик, почетный профессор Университет Инсубрии (Варезе/Комо).[1] Он наиболее известен своими работами в области теоретической нелинейной и квантовой оптики, особенно в области Уравнение Лугиато – Лефевера (LLE,[2]). Автор более 340 научных статей и учебника. Нелинейные динамические системы (совместно с Ф. Прати и М. Брамбилла).[3] Его работа носит теоретический характер, но она стимулировала большое количество важных экспериментов в мире. Также для него характерно сочетание классического и квантового аспектов оптических систем.

Образование, карьера и исследования

Лугиато получил степень доктора физики с отличием от Миланский университет, Италия, 13 марта 1968 года. Позже он стал научным сотрудником Министерства народного образования Италии и научным сотрудником Института ядерной физики Миланского университета. В 1974 году он стал доцентом, а в 1980 году был назначен доцентом того же университета. В 1987 году он стал профессором в Туринский политехнический институт, в 1990 году он перешел в Миланский университет, а в 1998 году в Университет Инсубрии в Комо.

С классической стороны его исследования в основном касались феноменов бистабильность и нестабильность, которая возникает в нелинейных средах, содержащихся в оптических резонаторах, и эффекты спонтанного формирования временных, пространственных и пространственно-временных структур, порождаемые нестабильностью. И он также активно изучал генерацию солитонов резонатора и манипулирование ими путем инжекции в резонатор импульсов записи / стирания адреса. Солитоны резонатора в плоскостях, ортогональных направлению распространения света, были экспериментально обнаружены в полупроводниковых лазерах, излучающих вертикальную поверхность резонатора, Стефаном Барландом, Хорхе Тредичче и др. [4] и в других системах (см. обзоры [5][6])

В этом контексте наиболее известным является уравнение, которое он ввел в 1987 г. [2] вместе с Рене Лефевер, как парадигма спонтанного формирование рисунка в оптических системах. Структуры возникают из-за взаимодействия когерентного поля, которое вводится в резонатор, со средой Керра, заполняющей полость. Одно и то же уравнение управляет двумя видами паттернов: стационарными паттернами, которые формируются в плоскостях, ортогональных по отношению к направлению распространения света, и паттернами, которые возникают в продольном направлении распространения, движутся вдоль полости со скоростью света в среде и вызывают последовательность импульсов на выходе из резонатора. Сценарий продольных картин, описываемых LLE, представляет собой частный случай многомодовой неустойчивости оптическая бистабильность ранее обнаруженный Лугиато в сотрудничестве с Родольфо Бонифачо[7].Первое теоретическое предсказание солитонов резонатора в LLE было дано Вилли Ферт, Эндрю Скрогги, Мустафа Тлиди, Рене Лефевер, Лугиато и др. [8]. Первое экспериментальное наблюдение солитонов резонатора в продольном направлении распространения в соответствии с LLE было получено в волоконном резонаторе Франсуа Лео, Стефаном Коэном, Марком Хельтерманом и др. [9].

Интерес к LLE еще больше возрос в конце первого десятилетия нового века, потому что оказалось, что продольный LLE очень точно описывает феномен Керра. частотные гребни (KFC) в микрорезонаторах, открытых в 2007 году Тобиасом Киппенбергом и его сотрудниками. [10]эксплуатируя режимы шепчущей галереи активируется непрерывным лазером, вводимым в высокодобротный микрорезонатор, заполненный средой Керра. KFC, иногда ассоциируемый с солитонами керровской полости,[11] иметь полосу пропускания, которая может превышать октаву, и частоту повторения от микроволнового до ТГц частот, что предлагает значительный потенциал для миниатюризации и фотонной интеграции на уровне кристалла[12]. Эта технология применялась, например, для когерентной связи, спектроскопии, атомных часов, а также для калибровки лазерной локации и астрофизических спектрометров. Довольно идеализированные условия, принятые в формулировке LLE, были идеально материализованы впечатляющим технологическим прогрессом в области фотоники, который, в частности, привел к открытию KFC.

Статья Лугиато с Клаудио Олдано и Лоренцо Нардуччи[13] обобщил LLE, сформулированный для системы без инверсии населенностей, на случай лазера вблизи порога. Это уравнение тесно связано с очень недавними экспериментальными наблюдениями частотных гребенок в квантово-каскадных лазерах вблизи порога, проведенными Марко Пиккардо, Федерико Капассо и др. [14].

Что касается квантовой стороны, исследования Лугиато внесли большой вклад в изучение неклассических состояний поля излучения, в частности выдавливание, уделяя особое внимание случаям оптической бистабильности и генерация второй гармоники. В 1990-х годах его исследования были сосредоточены на квантовых аспектах оптических структур и на пространственных аспектах сжатия. Эти результаты в значительной степени способствовали рождению новой области, которая получила название квантовой визуализации и использует квантовую природу света для разработки новых методов визуализации и обработки информации в параллельных конфигурациях.

На основе квантовой формулировки LLE Лугиато был первым, кто предсказал сжатие в оптическом шаблоне. [15] (сегодня в KFC это можно было бы назвать выжиманием). Этот эффект был недавно экспериментально продемонстрирован Александром Гаэтой, Михалом Липсоном и др. И назван «сжатием на чип».[16]

Признание

Лугиато является членом Итальянское физическое общество, из Academia Europaea,[17] из Istituto Lombardo, Accademia di Scienze e Lettere, является членом Оптическое общество Америки, из Американское физическое общество, из Европейское физическое общество, из Институт Франклина. С 1980 по 1990 год он был почетным адъюнкт-профессором кафедры физики и атмосферных наук Университета Дрекселя, Филадельфия.

Он также получил множество наград, в том числе медаль Альберта А. Михельсона в 1987 году,[18] медаль Уиллиса Э. Лэмба за лазерную науку и квантовую оптику в 2002 году,[19] премия Европейского физического общества в области квантовой оптики и электроники в 2003 г.,[20] 18-я Международная премия Хорезми в 2005 г.,[21] премия Макса Борна Оптического общества Америки в 2007 году,[22] премия Ферми и медаль Итальянского физического общества в 2008 г. [23]], Международная премия Луиджи Тартуфари из Accademia Nazionale dei Lincei в 2010 году. В 2019 году он получил премию квантовой электроники IEEE Photonics Society. [24] и степень доктора наук honoris causa Университета Стратклайда в Глазго.

Жизнь

У его жены Вилмы Тальябуе и у него самого есть сын. Паоло Лугиато, генеральный директор, женатый на Стефании Нери, имеет двоих детей, Филиппо и Валентину.

Рекомендации

  • Янне К., Чембо; Дамиа, Гомила; Мустафа, Тлиди; Кертис Р., Менюк (ред.). "Тематический выпуск по теории и приложениям уравнения Луджиато-Лефевера". Европейский физический журнал D. Дои:10.1140 / epjd / e2017-80572-0.
  • Лугиато, Л. А. (1984). Вольф, Э. (ред.). «Оптическая бистабильность». Прогресс в оптике. XXI: 71–216. Дои:10.1016 / S0079-6638 (08) 70122-7.
  • Gatti, A .; Brambilla, E .; Лугиато, Л. А. (2008). Вольф, Э. (ред.). Квантовое изображение. Прогресс в оптике. LI. С. 251–348. Дои:10.1016 / S0079-6638 (07) 51005-X. ISBN 9780444532114.
  • Lugiato, L.A .; Prati, F .; Брамбилла, М. (2015). «Глава 28: Модель Лугиато Лефевера». Нелинейные оптические системы. Издательство Кембриджского университета. Дои:10.1017 / CBO9781107477254.032. ISBN 9781107477254.
  • Лугиато, Л. А. (2007). Divertirsi con la ricerca-Viaggio curioso nell'ottica moderna. Ди Ренцо Эдиторе, Рома.
  • Lugiato, L.A .; Тальябу, Вильма (2017). L'uomo e il limite-La sfida che dà un senso alla vita. Редактор Франко Анджели, Милан.

Примечания

  1. ^ Insubria университета
  2. ^ а б Lugiato, L.A .; Лефевер Р. (1987). «Пространственные диссипативные структуры в пассивных оптических системах» (PDF). Письма с физическими проверками. 58 (21): 2209–2211. Bibcode:1987ПхРвЛ..58.2209Л. Дои:10.1103 / PhysRevLett.58.2209. PMID 10034681.
  3. ^ Lugiato, L.A .; Prati, F .; Брамбилла, М. (2015). Нелинейные оптические системы. Издательство Кембриджского университета. Дои:10.1017 / CBO9781107477254.032. ISBN 9781107477254.
  4. ^ Barland, S .; Tredicce, J.R .; Brambilla, M .; Лугиало, Л.А.; Балле С .; Giudici, M .; Maggipinto, T .; Spinelli, L .; Tissoni, G .; Knoedl, Th .; Miller, M .; Джегер, Р. (2002). «Солитоны резонатора как пиксели в полупроводниковых микрополостях». Природа. 419: 699–702. Дои:10.1038 / природа01049.
  5. ^ Ackemann, Th .; Ферт, W.J .; Оппо, Г.-Л. (2009). «Основы и приложения пространственных диссипативных солитонов в фотонных устройствах». Успехи атомной, молекулярной и оптической физики. 57: 323–421. Дои:10.1016 / S1049-250X (09) 57006-1.
  6. ^ Kuszelewicz, R .; Barbay, S .; Tissoni, G .; Альмуно, Г. (2010). "Редакция по диссипативным оптическим солитонам". Евро. Phys. J. D. 59: 1–2. Дои:10.1140 / epjd / e2010-00167-7.
  7. ^ Bonifacio, R .; Лугиато, Л.А. (1978). «Неустойчивости когерентного поглотителя в кольцевой полости». Lettere al Nuovo Cimento. 21 (15): 510–516. Дои:10.1007 / BF02763162.
  8. ^ Scroggie, A.J .; Ферт, W.J .; Mc Donald, G.S .; Тлиди, М .; Lefever, R .; Лугиато, Л.А. (1994). «Формирование рисунка в пассивной полости Керра». Хаос, солитоны и фракталы. 4: 1323–1354. Дои:10.1016/0960-0779(94)90084-1.
  9. ^ Лев, Ф .; Kockaert, P .; Gorza, S.P .; Emplit, P .; Хельтерман, М. (2010). «Солитоны временного резонатора в одномерных средах Керра как биты в полностью оптическом буфере». Nat. Фотоника. 4: 471–476. Дои:10.1038 / nphoton.2010.120.
  10. ^ Del’Haye, P .; Schliesser, A .; Arcizet, O .; Wilken, T .; Holzwarth, R .; Киппенберг, Т. Дж. (2007). «Генерация оптической частотной гребенки из монолитного микрорезонатора». Природа. 450 (7173): 1214–1217. arXiv:0708.0611. Bibcode:2007Натура.450.1214D. Дои:10.1038 / природа06401. PMID 18097405.
  11. ^ Herr, T .; Brasch, V .; Jost, J.D .; Wang, C.Y .; Кондратьев, Н. М .; Городецкий, М.Л .; Киппенберг, Т. Дж. (2014). «Временные солитоны в оптических микрорезонаторах». Природа Фотоника. 8 (2): 145–152. arXiv:1211.0733. Bibcode:2014НаФо ... 8..145H. Дои:10.1038 / nphoton.2013.343.
  12. ^ Чембо, Ю. К. (2016). "Керровские оптические частотные гребенки: теория, приложения и перспективы". Нанофотоника. 5 (2): 214–230. Bibcode:2016Nanop ... 5 ... 13C. Дои:10.1515 / nanoph-2016-0013.
  13. ^ Lugiato, L.A .; Oldano, C .; Нардуччи, Л. М. (1988). «Кооперативная синхронизация частоты и стационарные пространственные структуры в лазерах». Journ. Опт. Soc. Являюсь. 5: 879–888. Дои:10.1364 / JOSAB.5.000879.
  14. ^ Piccardo, M .; Schwartz, B .; Казаков, Д .; Байзер, М .; Opakak, N .; Wang, Y .; Jha, S .; Hillbrand, J .; Tamagnone, M .; Chen, W .; Чжу, А; Columbo, L .; Белянин, А .; Капассо, Ф. (2020). «Частотные гребенки, вызванные фазовой турбулентностью». Природа. 582: 360–364. Дои:10.1038 / с41586-020-2386-6.
  15. ^ Lugiato, L.A .; Кастелли, Ф. (1992). «Квантовое шумоподавление в пространственной диссипативной структуре». Письма с физическими проверками. 68 (22): 3284–3286. Bibcode:1992ПхРвЛ..68.3284Л. Дои:10.1103 / PhysRevLett.68.3284. PMID 1004566.
  16. ^ Dutt, A .; Люк, К .; Manipatruni, S .; Gaeta, A. L .; Nussenzveig, P .; Липсон, М. (2015). «Встроенное оптическое сжатие». Применена физическая проверка. 3 (4): 044005. arXiv:1309.6371. Bibcode:2015ПхРвП ... 3d4005D. Дои:10.1103 / PhysRevApplied.3.044005.
  17. ^ Список участников Академии Европы, Раздел Физика.
  18. ^ База данных лауреатов Франклина_Лауреаты Альберта А. Майкельсона. Институт Франклина. Архивировано 6 апреля 2012 года. Проверено 16 июня 2011 года.
  19. ^ Медаль Уиллиса Э. Лэмба за лазерную науку и квантовую оптику.
  20. ^ Призы QEOD - Премии за квантовую электронику - Европейское физическое общество
  21. ^ Министерство науки и технологий - Иранская научно-исследовательская организация в области науки и технологий - Международная премия Хорезми (KIA)
  22. ^ Премия Макса Борна
  23. ^ Премия Энрико Ферми - Итальянское физическое общество
  24. ^ Премия квантовой электроники