Дмитрий З. Гарбузов - Dmitri Z. Garbuzov
Дмитрий З. Гарбузов | |
|---|---|
 Дмитрий Гарбузов получает Ленинскую премию в России | |
| Родившийся | 27 октября 1940 г. |
| Умер | 20 августа 2006 г. |
| Национальность | русский |
| Известен | Практичные (комнатная температура, высокая эффективность и высокая мощность) диодные лазеры с различными длинами волн от видимого до среднего инфракрасного |
| Награды | Ленинская премия (1972) Государственная премия (1987). Избран членом Российской академии наук (1991). Премия Гумбольдта (1992) |
| Научная карьера | |
| Учреждения | Физико-технический институт им. Иоффе (Санкт-Петербург, Россия); в последние годы Принстонский университет (Принстон, Нью-Джерси), Sarnoff Corporation (Принстон, Нью-Джерси) (в настоящее время интегрирована в SRI International ) и Princeton Lightwave, Inc. (Крэнбери, Нью-Джерси) |
Дмитрий З. Гарбузов (27 октября 1940 г., Свердловск (Екатеринбург) - 20 августа 2006 г., Принстон, Нью-Джерси ) был одним из пионеров и изобретателей непрерывных диодов, работающих при комнатной температуре. лазеры и мощный диодные лазеры.
Первые непрерывные диодные лазеры, работающие при комнатной температуре, были успешно изобретены, разработаны и практически одновременно продемонстрированы в Физико-техническом институте им. Иоффе в Ленинграде. Россия командой в составе Гарбузова и Жорес Алферов (лауреат Нобелевской премии по физике 2000 г.),[1] и конкурирующей командой И. Хаяси и М. Паниша на Bell Telephone Laboratories в Мюррей-Хилл, Нью-Джерси. Обе группы достигли этого результата в 1970 году. Гарбузов также отвечал за разработку практических мощных, высокоэффективных диодных лазеров в различных диапазонах длин волн от видимого до среднего инфракрасного диапазона.
Следующий перестройка Гарбузов, который был опытным и уважаемым ученым и менеджером в советской системе научных исследований, основал на Западе исследовательскую группу, в которой работали несколько российских ученых-эмигрантов и одновременно вносили вклад в три американских коммерческих предприятия.
Личная жизнь
Дмитрий Залманович Гарбузов родился в Свердловск, Россия в 1940 году. Его отец, Залман Гарбузов, был известным инженером. Его матерью была Наталья Полива. Он женился на Галине Мининой, у них двое детей, Алина и Дмитрий.
Гарбузов скончался от рака, диагностированного на поздней стадии, в августе 2006 года в возрасте 65 лет в своем доме в Принстоне, штат Нью-Джерси.
Ранняя карьера
В 1962 году Дмитрий окончил физический факультет Ленинградского государственного университета. В 1964 году Дмитрий присоединился к группе Жореса Алферова на Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук. в Ленинграде. В то время группа Алферова была одной из немногих исследовательских групп в мире, которые изучали гетеропереходы в полупроводниках. В 2000 году Жорес Алферов и Герберт Кремер были награждены Нобелевская премия за их новаторскую работу.
О создании первого диодного лазера непрерывного действия 300ºK сообщалось в Исследование влияния параметров гетероструктуры AlGaAs-GaAs на пороговый ток лазера и реализация непрерывного излучения при комнатной температуре. [2]
Дмитрий Гарбузов защитил кандидатскую диссертацию. в 1968 г. и степень доктора наук в 1979 г. В российской системе докторская степень - это вторая докторская степень, присуждаемая подходящим кандидатам, которые могут вести исследования.
Диодный лазер комнатной температуры
Фон
Демонстрация в 1970 году первого диодного лазера, работающего при комнатной температуре, увенчала годы научных и технологических исследований в области оптических полупроводников. Эти достижения параллельны, но отстают от революции в области микроэлектроники, которая началась с транзистор, впервые продемонстрированный в 1947 году (что привело к вытеснению вакуумная труба электроника на рынке). Хотя лазер уже был изобретен Чарльз Хард Таунс и Артур Леонард Шавлов, отдельно по Гордон Гулд, и отдельно в Советском Союзе Александра Прохорова,[3] не было практического лазера »чип "что сделало бы лазер товаром, который сегодня вытесняет более неэффективные лазеры (основанные на сброс газа или же фонарик образцы) на потребительском, промышленном, медицинском и государственном рынках.
Вскоре после достижений, приписываемых Таунсу и Шавлову, была признана возможность лазерной генерации в полупроводниковом устройстве. Ключевым достижением стало наблюдение в 1962 г. почти 100% внутренней эффективности преобразования электронно-дырочных пар в фотоны в полупроводниковых устройствах на основе GaAs в Массачусетском технологическом институте. Лаборатория Линкольна, RCA Лаборатории и Инструменты Техаса, Inc., вскоре после этого последовала демонстрация первого диодного лазера компанией General Electric и IBM. Новые полупроводниковые лазерные устройства работали только при криогенных температурах (обычно жидкий азот, то есть при 77 ° К или –196 ° С). Для практического использования необходимо продемонстрировать действие диодного лазера в непрерывном режиме при комнатной температуре.
Изобретение диодного лазера для комнатной температуры
Изобретение первого в Советском Союзе диодного лазера, работающего при комнатной температуре, произошло в условиях суровой погоды. Холодная война конкуренция и секретность, хотя и со спорадическими научными контактами на международных конференциях и во время политически санкционированных международных визитов. Вопрос о первенстве изобретения обсуждался годами. Однако сегодня ученые, работающие в области полупроводниковых лазеров, согласны с тем, что ключевая концепция конструкции, позволившая создать диодный лазер при комнатной температуре, а именно конструкция с двойной гетероструктурой, была изобретена в Советском Союзе в 1964 году Рудольфом Ф. Казариновым и Жоресом Алферовым, как записано в В том же году подана заявка на российский патент. За это изобретение и несколько других плодотворных вкладов в полупроводниковые лазеры Рудольф Ф. Казаринов получил в 1998 году премию Общества фотоники IEEE в области квантовой электроники (см. Ниже в разделе «Ссылки»).
В то время как комитет по присуждению Нобелевской премии был удовлетворен тем, что российская группа, включая Дмитрия З. Гарбузова во главе с Жоресом Алферовым, достигла непрерывного режима генерации с комнатной температурой раньше, чем конкурирующая команда Хаяши и Паниша в Bell Labs, дискуссии по этому поводу продолжаются. , и этот вопрос никогда не может быть решен полностью.
Сегодня, благодаря достижениям Гарбузова и других ученых, диодные лазеры продолжают превращать лазер в широко доступный инженерный компонент. Лазерные чипы включены во многие продукты, которые сегодня считаются само собой разумеющимися, такие как компакт-диски, DVD-диски, лазерные принтеры и оптоволоконные средства связи. Другие устройства, основанные на технологии полупроводниковых лазерных чипов, включают системы освещения, измерения дальности и спектроскопии многих типов, а также инструменты для лазерной сварки, резки и механической обработки, такие как те, которые сейчас широко используются производителями автомобилей. Кроме того, те же принципы, впервые разработанные Гарбузовым и Алферовым, лежат в основе продолжающейся революции в нитрид галлия - твердотельное освещение с использованием высококачественных люминофорно-светодиодных светильников с высоким КПД, которые теперь доступны потребителям по доступным ценам.
Поздние годы в России
В последующие годы Гарбузов разработал диодные лазеры наивысшей мощности на длинах волн от 0,8 до 2,7 мкм, представив новую революционную конструкцию лазеров для достижения этой цели, и внес большой вклад в создание новых лазерных устройств и предприятий, которые их производили.
В 1979 году Гарбузов возглавил лабораторию люминесценции полупроводников и инжекционных излучателей Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе. Под его руководством были исследованы гетеропереходы четверных твердых растворов InGaAsP / InP. Лазеры на основе таких структур - основа современной оптической связи.
Он руководил исследованиями эффектов повторного излучения в двойных гетеропереходах. Его группа в Институте Иоффе установила почти 100% -ную внешнюю эффективность люминесценции в гетероструктурах GaAlAs. Это породило еще одно практическое применение - новый класс полупроводниковых буквенно-цифровых дисплеев. В 1987 году Гарбузов и его коллеги были удостоены Государственной премии за это достижение, второй по величине гражданской награды в бывшем Советском Союзе.
Следующим шагом в его научной жизни стали лазеры на диодных гетероструктурах без алюминия. Он предложил и разработал лазеры с длинами волн 0,75–1,0 мкм, в том числе видимыми (красными) длинами волн.
В 1991 году Гарбузов стал членом-корреспондентом Российской академии наук.
Берлин
После распада Советского Союза Гарбузов получил Премия Гумбольдта за его работу над диодными лазерами без алюминия и финансовую поддержку в течение одного года работы в Германии. Он использовал награду для продолжительного визита в 1992 году для проведения исследований InAlGaAs / InGaAs лазеров с распределенной обратной связью в лаборатории Дитера Бимберга в Техническом университете в Берлине.[4]
Соединенные Штаты
Принстонский университет и Sarnoff Corporation
В 1994 году, после годичного визита с группой Манидже Разеги в Северо-Западный университет в Эванстоне, штат Иллинойс, он решил присоединиться к обоим Университет Принстона и Sarnoff Corporation (ранее RCA Laboratories, а сегодня интегрирована как часть материнской компании SRI International ) в Принстоне, штат Нью-Джерси. В 1997 году к нему присоединился давний соавтор Виктор Б. Халфин, теоретик физики полупроводников.
Гарбузов продолжал улучшать характеристики полупроводниковых устройств в обоих учреждениях, а затем стал старшим членом технического персонала в Sarnoff Corporation, где он оставался до мая 2000 года. В Sarnoff Гарбузов работал над лазерами на основе антимонида, демонстрирующими рекордные длины волн 2,7 мкм. В то же время он оказал значительное влияние на создание мощных диодных лазеров и их гетероструктур, представив «расширенный волновод», концепция, которая в настоящее время служит основой для всей отрасли, производящей мощные лазеры для промышленного применения (Патент США 5818860). .
Принстон Лайтвейв
В 2000 году Гарбузов стал одним из основателей Princeton Lightwave Inc., где он был вице-президентом по исследованиям, где продолжил работу над мощными полосовыми лазерами. Работа Гарбузова привела к приобретению части PLI Группой TRUMPF, производителем промышленного оборудования для лазерной обработки металлов и производственного оборудования.
Цитаты
- Х. Ли, П.К. Йорк, Р.Дж. Menna, R.U. Мартинелли, Д.З. Гарбузов, С.Ю. Нараян и Дж.К. Коннолли, Лазеры на квантовых ямах AlGaAsSb / InGaAsSb при комнатной температуре 2,78 мкм, Applied Physics Letters, том 66, выпуск 15, стр. 1942, (1995)
- Д.З. Гарбузов и др. "2.3–2.7 комнатная температура непрерывного режима работы InGaAsSb / AlGaAsSb диодных лазеров с широким волноводом SCH-QW". IEEE Photon. Письма о технологиях, т. 11, с. 794–796, (1999).
- Г. Гу, Д.З. Гарбузов, П. Берроуз, С. Венкатеш, С. Форрест и М.Э. Томпсон, Органические светоизлучающие устройства с высокой внешней квантовой эффективностью, Письма об оптике, том 22, стр. 396.
- В. Булович, В. Халфин, Г. Гу, П.Е. Берроуз, Д.З. Гарбузов, С. Форрест Эффекты слабой микрополости в органических светоизлучающих устройствах, Physical Review B том 58, стр. 3730.
- L.J. Mawst, A. Bhattacharya, J. Lopez, D. Botez, D. Z. Garbuzov, L. DiMarco, J. C. Connolly, M. Jansen, F. Fang, and R.F. Набиев,.Непрерывная фронтальная мощность 8 Вт от широкополосных безалюминиевых диодных лазеров 980 нм, Письма по прикладной физике, том 69, стр. 1532.
Патенты США
| Номер патента | Заголовок |
|---|---|
| 7,084,444 | Способ и устройство для повышения эффективности устройств оптоэлектронных источников излучения |
| 6,650,671 | Полупроводниковые диодные лазеры с улучшенной расходимостью пучка |
| 6,650,045 | Дисплеи с конфигурацией мегапикселей |
| 6,600,764 | Одномодовый полупроводниковый лазер высокой мощности |
| 6,556,611 | Лазеры с широкополосным распределенным брэгговским отражателем с улучшенными угловыми и спектральными характеристиками |
| 6,459,715 | Управляющий генератор с решетчатым усилителем мощности с наклонной секцией усилителя |
| 6,404,125 | Способ и устройство для преобразования длины волны с использованием люминофоров со светоизлучающими диодами. |
| 6,366,018 | Аппарат для преобразования длины волны с использованием люминофоров со светоизлучающими диодами. |
| 6,330,263 | Лазерный диод с разделенными сильно деформированными квантовыми ямами |
| 6,301,279 | Полупроводниковые диодные лазеры с термодатчиком температуры активной области |
| 6,133,520 | Гетеропереходная термофотоэлектрическая ячейка |
| 6,125,226 | Светоизлучающие устройства с высокой яркостью |
| 6,091,195 | Дисплеи с конфигурацией мегапикселей |
| 6,046,543 | Высокая надежность, высокая эффективность, интегрируемые органические светоизлучающие устройства и методы их производства. |
| 6,005,252 | Метод и установка для измерения спектральных свойств пленок. |
| 5,986,268 | Органическое люминесцентное покрытие для светоприемников |
| 5,874,803 | Светоизлучающий прибор со стеком OLEDS и понижающим преобразователем люминофора |
| 5,834,893 | Высокоэффективные органические светоизлучающие устройства со световодными структурами |
| 5,818,860 | Полупроводниковый лазерный диод высокой мощности |
Награды и призы
Комитет по Нобелевской премии присудил Нобелевскую премию по физике 2000 г. Жорес Алферов как руководитель советской команды по открытию и изобретению диодного лазера при комнатной температуре.[5]
В 1972 году доктор Гарбузов вместе с доктором Алферовым и другими коллегами был удостоен Ленинской премии - высшей гражданской награды в Советском Союзе того времени. Цитирование Ленинской премии звучало как «Фундаментальные исследования гетеропереходов в полупроводниках и разработка новых устройств на их основе».[6]
Гарбузов вместе со своей командой получил Государственную премию 1987 года, вторую высшую награду Советского Союза.
В 1991 году Гарбузов был удостоен чести стать членом Российская Академия Наук.
Гарбузов получил Премия Гумбольдта в 1992 г.
Смотрите также
Рекомендации
- ^ www.ioffe.ru
- ^ Исследование влияния параметров гетероструктуры AlGaAs-GaAs на пороговый ток лазера и реализация непрерывного излучения при комнатной температуре., Ж. И. Алферов, В. Андреев, Д.З. Гарбузов, Ю. Жиляев В. Морозов, Э. Портной, В. Трофим, Сов. Phys. Полупроводники 4,) [Перевод с Физ. Тех. Полупроводн. 4,)].
- ^ Александр Прохоров на nobelprize.org
- ^ sol.physik.tu-berlin.de В архиве 6 февраля 2007 г. Wayback Machine
- ^ Аккаунт Алферова на nobelprize.org
- ^ Из-за строгого культурного разделения, преобладавшего в эпоху холодной войны, документация о Ленинской премии до сих пор недоступна на Западе, но задокументирована в статьях российских газет того периода, а также из первоисточников.