Angewandte Photonik
Italien/USA
Balzan Preis 2016 für Angewandte Photonik
Für seine bahnbrechenden Arbeiten zum Quanten-Design neuer Materialien mit besonderen elektronischen und optischen Eigenschaften, die zur experimentellen Umsetzung einer grundlegend neuen Art von Lasern, den Quantenkaskadenlasern, geführt hat, und für seine wichtigen Beiträge in den Gebieten der Plasmonik und den Metamaterialien, die in der Wissenschaft und der Technologie der Photonik eine groβe Rolle spielen.
Federico Capasso ist in Rom geboren (1949) und wurde später in den USA eingebürgert (1992). Nach seiner Promotion in Physik an der Universität Rom kam er 1976 zu den Bell Laboratories (New Jersey, USA), wo er eine brillante Karriere als Wissenschaftler und Forschungsleiter einschlug. Seit 2003 ist er Professor für Angewandte Physik an der Harvard University.
Dank seiner tiefen Einsichten in die Quanteneigenschaften der Materialien und auch dank seiner außerordentlichen Forschungsgruppe konnte ein völlig neuer Typ Laser, der Quantenkaskadenlaser (QC), realisiert werden. In ihm kann die Wellenlänge des Lasers im mittleren und fernen Infrarot über eine große Bandbreite variiert werden, indem auf Nanometer-Ebene die Dicke der aktiven Schichten des Lasers verändert wird. Der Quantenkaskadenlaser ist heute in unzähligen Molekular-Spektroskop-Laboratorien anzutreffen und findet als grundlegendes Werkzeug Einsatz bei der Überwachung der Umweltverschmutzung , in der atmosphärischen Chemie, bei medizinischen Diagnosen, bei Prozesskontrollen in der Industrie und beim Aufspüren von Sprengstoffen.
Federico Capasso und seine Gruppe haben über die Jahre stetig den Aufbau und die Leistung der QC Laser verbessert und so neue Anwendungsgebiete eröffnet. Außerdem zählt Capasso zu den erfolgreichsten Wissenschaftlern, was die Erforschung und Anwendung von Plasmonik und Metamaterialien betrifft. Es handelt sich dabei um die Interaktion von Photonen mit metallischen Nano-Strukturen durch die Schaffung von Oberflächen-Plasmonen (Elektronenschwingungen, die sich aus Photonenanregungen ergeben). In neueren Entwicklungen hat Capasso die Gesetze von Reflexion und Beugung verallgemeinert und die sogenannte Planoptik entwickelt, wobei optische Bausteine auf einer vollständig ebenen Oberfläche durch Nano-Design hergestellt werden.
Federico Capasso wird weltweit als ein Spitzenwissenschaftler angesehen, der an der Schnittstelle zwischen Grundlagenforschung und angewandter Forschung tätig ist. Er versteht es, aktuelle Probleme anzupacken und aus neuen wissenschaftlichen Erkenntnissen spannende Technologien und Anwendungen zu entwickeln.
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