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对话学者:密歇根州立大学 Marcos Dantus 教授

Marcos,非常感谢您在百忙之中接受我们的采访。众所周知,您率先使用了超快激光器,您是在什么情况下开始接触超快激光器的呢?

实际上,最开始我学的是化学工程专业,但我很快意识到,自己想要深入学习这门科学,并且我也对仪器设计非常感兴趣。所以,我决定转到波士顿的布兰迪斯大学,在那我学的是化学科学。在我攻读硕士学位时,开始对激光产生了兴趣。

Marcos,之后呢?

在申请攻读博士学位时,我与加州理工学院的 Ahmed Zewail 进行了面谈,我发现他的许多想法令我非常激动。我加入了他的团队,并在一年之内参与了第一间激光实验室的设计和建设,这间实验室主要研究具有飞秒 (fs) 时间分辨率的化学反应,现在称为飞秒化学。那个时候,似乎我们在激光领域所做的所有工作都可以称为重大突破(后来,Zewail 教授因其在飞秒科学领域的开创性贡献而获得 1999 年度诺贝尔化学奖)。博士后期间,我继续留在了这个团队,我们发明了激光和电子衍射联合系统,借助这个系统,我们能够以飞秒分辨率跟踪化学结构。

在那之后,您到了密歇根州立大学 (MSU)。原因是什么?

博士后工作结束后,我开始寻找固定工作。这时,MSU 向我提供了难以拒绝的工作机会。这么多年来,我一直觉得 MSU 非常适合我,无论是专业方面还是个人方面都是如此。我非常幸运,获得了非常优秀的学生和博士后人员,并且促成了有助于推动研究的关键合作。
在 MSU 工作期间,我还创立了几家公司,校方一直非常支持:KTM Industries 主要制造“绿色”包装材料;Total Power Inc. 主要开发和制造燃料添加剂,Biophotonic Solutions 主要供应超快脉冲整形光学元件和软件,在几年前被 IPG Photonics 收购。最近创立的公司主要生产用于检测脑震荡对年轻运动员的影响的传感器 - ROSHsensors.com

请您谈谈您目前的研究领域。

目前的研究领域可以细分为多个主题。就基础研究而言,我对极端条件下的化学反应非常感兴趣,我们所说的极端条件是指峰值功率为 1015 W/cm2 或更高的高强度激光。我们观测结构和官能团的变化,尤其是在飞秒时间尺度上氢原子和分子的迁移。

另外,我们还研究超强光酸和超强光碱,以及它们在快速时间尺度上的特性。这对于一些太阳能应用具有重要意义。

除了这些基础研究之外,对于应用性更强的研究我也很感兴趣,例如生物医学成像和防区外探测爆炸物等。

您如何选择研究领域?您会跟随学术潮流吗?

可以说,我的想法与大多数人不尽相同,我会尽量避免研究别人正在研究的领域。我喜欢面对挑战,如果发现某个领域中存在空白,有我可以解决的问题,我便会努力探索。防区外探测就是其中的一个例子 - 我研究了人们提出的观点,我认为他们忽略了这个问题的某些方面。我绝对不会跟随当前的潮流趋势!

未来,我可能会研究机器学习领域,我对这个很感兴趣。我认为机器学习会对科学领域产生重大影响,也会对我的基础研究项目和应用项目产生影响。以脉冲整形为例,其中由计算机控制的飞秒脉冲整形器可以“了解”您想要执行的操作。我已经开始参与机器学习领域的一些合作。

那么,对于刚刚踏上职业生涯的专业学者和其他科技人员,您有什么建议?

首先,必须非常热爱所从事的研究工作。另外,请牢记,每天都可能会产生新的想法,要相信自己富有创造力 - 很少会有工作或职业能让人随意挥洒智慧。

还有一句格言我认为适用于每个人 -“有时需要以勤奋制胜,有时需要以方法制胜。”勤奋可以推动从优秀变为卓越,而方法有助于从逐步发展变得具有开创性。

您是通过什么途径了解到 Zurich Instruments,特别是 UHFLI/Boxcar 组合的?

和其他人一样,我在《Physics Today》杂志上看到了你们公司的广告。当我看到 UHFLI 在 600 MHz 的频率下工作时,我的第一反应是“太不可思议了!”后来我在美国激光博览会及研讨会 (CLEO) 上看到了实际的产品,一下子就被吸引住了,也对它有了更深的了解。它绝不仅仅是一款锁相放大器,但在当时,我并没有实际应用。

不久之后,我们的防区外探测项目急需取得突破。在这个项目中,我使用的是 2 MHz 激光器,并且需要测量受激散射,从而确定与参考脉冲相比是有所损失还是有所增强。对于防区外探测,可以存在各种各样的样本,并不能依靠带比色杯的“实验室装置”来完成;所有脉冲都需要与参考脉冲进行比较。我们确定所需要的仪器后,我们就决定购买 UHFLI - 它能够满足我们的需求,尤其是它的高速 Boxcar 功能。

Marcos Dantus

Marcos Dantus 是位于美国密歇根州东兰辛的密歇根州立大学 (MSU) 飞秒动力学和相干激光控制研究小组的负责人,自 1993 年以来,一直致力于超快科学的研究。同时,Marcos 还是美国物理学会、美国光学学会和美国国家发明家学会的会员。此外,在密歇根州立大学工作期间,Marcos 还创立了四家公司。

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