إف جيه دوارتي

قدّم دوارتي وبايبر تجاويف محززة متعددة الموشورات ذات زاوية سقوط قريبة من المماس، والتي تم الكشف عنها في الأصل كمذبذبات ليزر قابلة للضبط ذات عرض خط طيفي ضيق، يتم ضخها بواسطة ليزر نحاسي . ^{[ 2 ] [ 3 ]} لاحقًا، طوّر دوارتي تكوينات محززة متعددة الموشورات ذات عرض خط طيفي ضيق لمذبذبات ليزر _ثاني أكسيد الكربون عالية الطاقة ^{[ 4 ]} ومذبذبات ليزر عضوية قابلة للضبط في الحالة الصلبة. ^{[ 5 ]}

كما وضع دوارتي نظريات تشتت الموشورات المتعددة لمذبذبات الليزر القابلة للضبط ذات عرض الخط الضيق ، ^{[ 6 ]} وضغط نبضات الليزر باستخدام الموشورات المتعددة ، ^{[ 7 ] [ 8 ]} والتي لُخِّصت في العديد من كتبه. ^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] وتُعدّ معادلة تشتت الموشورات المتعددة المعممة [ 6 ]} مدخلاً لهذه النظرية.

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

وقد وجدت تطبيقات متنوعة. ^{[ 12 ] [ 13 ]}

اعتمدت العديد من المجموعات البحثية العاملة في مجال فصل نظائر اليورانيوم باستخدام ليزر بخار ذري (AVLIS) تصميماته لمذبذبات الليزر ذات عرض الخط الطيفي الضيق والقابلة للضبط [3] [14]. [ 15 ] ^{[ 16 ] [ 17 ] وقد حظي هذا العمل بدعم من هيئة الطاقة الذرية} الأسترالية . [ ^{14 ] وخلال} هذا البحث، ذكر دوارتي أنه تواصل مع وزير الطاقة الفيدرالي آنذاك، السير جون كاريك ، لحثه على إنشاء منشأة AVLIS في أستراليا. ^{[ 18 ]} وفي عام 2002، شارك في بحث أدى إلى فصل نظائر الليثيوم باستخدام ليزرات ثنائية قابلة للضبط ذات عرض خط طيفي ضيق . ^{[ 19 ]}

في الفترة من منتصف الثمانينيات إلى أوائل التسعينيات، طوّر دوارتي وعلماء من قيادة الصواريخ التابعة للجيش الأمريكي مذبذبات ليزرية متينة ذات عرض خط طيفي ضيق ، قابلة للضبط مباشرةً في الطيف المرئي. ^{[ 20 ] [ 21 ]} وشكّل هذا أول كشف، في الأدبيات العلمية المفتوحة، عن ليزر قابل للضبط ذي عرض خط طيفي ضيق تم اختباره على أرض وعرة. أدى هذا البحث إلى تجارب باستخدام وسائط تضخيم بوليمرية، وفي عام 1994، نشر دوارتي تقريرًا عن أول مذبذبات ليزرية صلبة قابلة للضبط ذات عرض خط طيفي ضيق . ^{[ 5 ]} ثم جرى تحسين هذه البنى المذبذبة التشتتية لإنتاج انبعاث أحادي النمط الطولي، لا يحده سوى مبدأ عدم اليقين لهايزنبرغ . ^{[ 22 ]}

أدى بحث مشترك مع آر أو جيمس حول المواد العضوية غير العضوية الصلبة إلى اكتشاف وسائط كسب بوليمرية نانوية ، وإلى انبعاث حزم ليزر متجانسة قابلة للضبط ومنخفضة التباعد من هذه الفئة من الوسائط. ^{[ 23 ]} في عام 2005، كان دوارتي وزملاؤه أول من أثبت انبعاثًا متماسكًا موجهًا من شبه موصل عضوي مُثار كهربائيًا . ^{[ 24 ] [ 25 ]} استخدمت هذه التجارب ثنائيًا باعثًا للضوء العضوي (OLED) مزدوجًا ضمن تكوين تداخلي متكامل. ^{[ 24 ] [ 25 ]}

بدأ عمل دوارتي في هذا المجال بإثبات انبعاث الليزر ذي عرض الخط الضيق باستخدام أصباغ الكومارين رباعي الميثيل ^{[ 26 ] [ 27 ]} والتي توفر كفاءة تحويل عالية وقابلية ضبط واسعة في المنطقة الخضراء من الطيف الكهرومغناطيسي. ^{[ 28 ]}

في أواخر ثمانينيات القرن العشرين، اخترع مقياس التداخل الليزري الرقمي ذو الشقوق المتعددة (N -slit interferometer ) لتطبيقات التصوير والمجهر . ^{[ 29 ]} وفي الوقت نفسه، طبق ترميز ديراك لوصف خصائص التداخل والانتشار فيه من منظور ميكانيكا الكم. ^{[ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]} ومن الابتكارات الأخرى في هذا المقياس استخدام حزم غاوسية فائقة الطول، بنسبة عرض إلى ارتفاع تصل إلى 2000:1، لإضاءة العينة. ^{[ 32 ]}

أدى هذا البحث أيضًا إلى معادلة التداخل المعممة ذات الشقوق المتعددة ، والتي طُبقت لاحقًا لوصف ظواهر البصريات الكلاسيكية ، مثل التداخل والحيود والانكسار والانعكاس ، في منهج كمي معمّم وموحد ^{[ 33 ] [ 34 ]} يشمل الانكسار الموجب والسالب. ^{[ 35 ]} كما اشتق معادلة عرض خط تجويف الليزر ، لمذبذبات الليزر التشتتية، باستخدام مبادئ ميكانيكا الكم. ^{[ 36 ]}

تشمل التطورات اللاحقة استخدام مقاييس تداخل ليزرية ذات شقوق N كبيرة جدًا لتوليد ونشر رموز تداخلية من أجل اتصالات بصرية آمنة في الفضاء الحر . ^{[ 37 ] [ 38 ]} مصطلح "الرموز التداخلية" صِيغ عام 2002 لربط الإشارات التداخلية بالأحرف والأرقام (انظر شرح الشكل). ^{[ 37 ]} وقد وفرت هذه التجارب أول رصد لأنماط حيود متراكبة على إشارات التداخل المنتشرة، مما يُظهر اعتراضًا غير مُتلف (أو غير مُتلف) للتداخلات المنتشرة. ^{[ 38 ]}

وقد نتج عن هذا البحث، الذي له تطبيقات في صناعة الطيران، اكتشاف أن مقاييس التداخل الليزرية ذات الشقوق المتعددة هي كاشفات حساسة للغاية لاضطراب الهواء الصافي . ^{[ 38 ] [ 39 ]}

يقدم دوارتي وصفًا للبصريات الكمومية، بشكل شبه كامل عبر تدوين ديراك، في كتابه " البصريات الكمومية للمهندسين" . ^{[ 40 ]} في هذا الكتاب يستنتج سعة الاحتمال للتشابك الكمومي،

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

وهو ما يسميه سعة احتمالية برايس - وارد ، من منظور قياس التداخل ذي N شق . هذا هو${\displaystyle \left|\psi \right\rangle }$يصبح ذلك هو الاحتمال${\displaystyle \left|\psi \right\rangle \left|\psi \right\rangle ^{*}}$كشف برايس وورد عن ذلك. ^{[ 41 ] [ 42 ] [ 43 ]} كما يؤكد دوارتي على اتباع نهج عملي غير تفسيري في ميكانيكا الكم. ^{[ 40 ] [ 41 ] [ 44 ]}

درس دوارتي في جامعة ماكواري الفيزياء الكمية تحت إشراف جون كلايف وارد، وفيزياء أشباه الموصلات تحت إشراف رونالد إرنست أيتشيسون . وكانت أبحاثه لنيل درجة الدكتوراه في فيزياء الليزر، وكان المشرف عليه جيمس أ. بايبر .

في مجال السياسة الجامعية، أسس دوارتي حركة إصلاح العلوم في جامعة ماكواري وقادها ، ^{[ 45 ] [ 46 ]} والتي أحدثت تحولًا جذريًا في هيكل الشهادات الجامعية. حظي إصلاح العلوم في ماكواري بدعم واسع من علماء محليين، من بينهم الفيزيائيون ر. إ. أيتشيسون ، و ر. إ. ب. ماكينسون ، و أ. و. براير ، و ج. س. وارد . في عام 1980، انتُخب دوارتي ممثلًا لجامعة ماكواري في اتحاد الطلاب الأسترالي ، حيث طُرد منه ثم أُعيد إليه لاحقًا بتهمة "الانقلاب على الطاولات".

بعد إتمام عمله في الدكتوراه، أجرى دوارتي أبحاث ما بعد الدكتوراه مع بي جيه أور في جامعة نيو ساوث ويلز ، ثم عاد إلى جامعة ماكواري .

في عام 1983، سافر دوارتي إلى الولايات المتحدة لتولي منصب أستاذ الفيزياء في جامعة ألاباما . وفي عام 1985، انضم إلى مختبرات أبحاث التصوير في شركة إيستمان كوداك ، حيث بقي حتى عام 2006. وخلال فترة عمله في كوداك، ترأس مؤتمر الليزر 87 والمؤتمرات اللاحقة ضمن هذه السلسلة. ^{[ 47 ]} ولدى دوارتي علاقة طويلة الأمد مع قيادة صواريخ الجيش الأمريكي وقيادة طيران وصواريخ الجيش الأمريكي ، حيث شارك (مع آر دبليو كونراد وتي إس تايلور ^{[ 21 ]} ) في أبحاث الطاقة الموجهة .

تم انتخابه زميلًا في المعهد الأسترالي للفيزياء في عام 1987 وزميلًا في الجمعية البصرية الأمريكية في عام 1993. ^{[ 48 ]}

في عام 1995، حصل على جائزة التميز الهندسي لاختراعه مقياس تداخل كهروضوئي متماسك للتطبيقات المباشرة في تشخيص التصوير للأسطح الشفافة، مثل الأفلام الفوتوغرافية والركائز الفيلمية. ^{[ 49 ] [ 50 ]} وفي عام 2016، مُنح ميدالية ديفيد ريتشاردسون لإسهاماته الرائدة في فيزياء وتكنولوجيا مصفوفات الموشورات المتعددة لمذبذبات الليزر القابلة للضبط ذات عرض الخط الضيق وضغط نبضات الليزر، ^{[ 51 ]} من الجمعية البصرية.

وُلد دوارتي في سانتياغو، تشيلي ، وسافر إلى سيدني، أستراليا ، في سن المراهقة. هناك، عاش أولاً في ستراثفيلد ثم في بلدة كوان الصغيرة شمال البلاد . وفي الولايات المتحدة، أقام لفترة وجيزة في توسكالوسا، ألاباما ، ثم انتقل إلى غرب نيويورك .

• مبادئ ليزر الصبغة (1990) ^{[ 9 ]}
• البصريات الليزرية القابلة للضبط، الطبعة الثانية (2015، الطبعة الثانية) ^{[ 11 ]}
• تطبيقات الليزر القابلة للضبط، الطبعة الثالثة (1996، 2009، 2016) ^{[ 52 ]}
• أساسيات التشابك الكمي (2019) ^{[ 41 ]}
• هندسة وتطبيقات التشابك الكمي (2021) ^{[ 44 ]}