Войти
| Роберт Р. Альфано | |
|---|---|
| Гражданство | США |
| Alma mater | Fairleigh Университет Дикинсона. 1963 - бакалавр наук (Физика). 1964 - М.С. (Физика). Нью-Йоркский университет. 1972 г. - доктор философии. (Физика) |
| Известен за | Биомедицинская оптика. Биофизика. Сверхбыстрая спектроскопия. Оптика и фотоника |
| Награды | Золотая медаль SPIE (2019) |
| Научная карьера | |
| Филдс | Физика |
| Учреждения | Городской колледж и аспирантура, CUNY. GTE Labs |
| Известные студенты | Энтони М. Джонсон |
Роберт Альфано - итало-американский физик-экспериментатор. Он является заслуженным профессором науки и техники в Городском колледже и аспирантуре Нью-Йорка Городского университета Нью-Йорка, где он также является директором-основателем Института Сверхбыстрая спектроскопия и лазеры (1982). Он является пионером в областях биомедицинской визуализации и спектроскопии, сверхбыстрых лазеров и оптики, перестраиваемых лазеров, полупроводниковых материалов и <137.>устройства, оптические материалы, биофизика, нелинейная оптика и фотоника ; он также много работал в области нанотехнологии и когерентного обратного рассеяния. Его открытие суперконтинуумного лазера белого света лежит в основе оптической когерентной томографии, которая разрушает барьеры в офтальмологии, кардиологии и обнаружении рака полости рта ( см. «Лучшее разрешение с многолучевым ОКТ» на стр. 28) среди других приложений. Он положил начало направлению, известному теперь как оптическая биопсия
. Недавно он подсчитал, что за свою карьеру он привлек 62 миллионов долларов финансирования для CUNY, в среднем 1,7 миллиона долларов в год. Он заявляет, что совершил этот подвиг, «ударившись о тротуар»; он выработал привычку агрессивно обращаться к партнерам по финансированию и заинтересовывать их своей работой. Альфано сделал открытия, которые способствовали развитию биомедицинской оптики, помимо таких областей, как оптическая связь, физика твердого тела и метрология.
Альфано имеет выдающийся послужной список за достижения в разработке биомедицинских инструментов. Его вклад в фотонику задокументирован в более чем 700 исследовательских статьях, 102 патентах, нескольких отредактированных томах и трудах конференций, а также в более чем 10 000 цитирований. Он имеет 45 патентов и опубликовал более 230 статей только в области биомедицинской оптики. Его открытие суперконтинуумного лазера белого света лежит в основе оптической когерентной томографии, которая разрушает барьеры в офтальмологии, кардиологии и обнаружении рака полости рта ( см. «Лучшее разрешение с многолучевым ОКТ» на стр. 28) среди других приложений. Альфано подготовил и обучил более 52 кандидатов наук и 50 аспирантов. За последние десять лет он обучил бесчисленных старшеклассников практическим навыкам фотоники.
Альфано внес ряд оригинальных вкладов в биомедицинскую оптику для использования света для неинвазивного обнаружения и диагностики заболеваний; в частности, онкологические заболевания и атеросклероз. Его новаторское применение методов флуоресценции, возбуждения, Рамана и спектроскопии Стокса для различения нормальных и раковых тканей, а также доброкачественные и нормальные опухоли человеческого тела, послужили основой для создания области, известной как оптическая биопсия.
Его вклад в основы распространения света в мутных средах привел к разработке различных методов стробирования для сортировки несущих изображение фотонов для прямого построения изображений структур в биологических тканях. Он помог вести разработку многих из этих методов сортировки фотонов; он также возглавляет основные усилия, посвященные разработке методов реконструкции трехмерных обратных изображений с использованием последовательности двумерных изображений с временным разрешением для оптической маммографии.
. Альфано продемонстрировал потенциальное применение оптической спектроскопии в диагностике болезнь, которая затем открыла область оптической биопсии в 1984 году. Фактически, он ввел термин «оптическая биопсия».
В 1981 году Альфано использовал флуоресцентную спектроскопию и кинетику с временным разрешением для обнаружения кариеса в человеческих зубах. В 1984 году он первым обнаружил рак с помощью нативной флуоресцентной спектроскопии ткани без внешних красителей. В серии экспериментов его группа продемонстрировала, что эти спектроскопические методы могут обеспечить диагностическую способность различать нормальные ткани и опухоли, а также злокачественные и доброкачественные опухоли. Главным прорывом было его использование ближнего ультрафиолетового и синего света для возбуждения белков и аминокислот в тканях, а также распознавание соотношения пиковых интенсивностей флуоресценции, излучаемых биологическими тканями на двух длинах волн (например, пик 340 нм, связанный с триптофан и пик 440 нм, связанный с НАДН ) в качестве параметра для идентификации ткани как нормальной или злокачественной. Это наблюдение позволило неинвазивно выявить рак на основе коэффициента флуоресценции и получить карту коэффициента флуоресценции, чтобы идентифицировать подозрительную область органа тела как нормальную, предраковую или злокачественную с высокой чувствительностью и специфичностью более 90%. Его исследовательская группа была первой, кто применил рамановскую спектроскопию, начиная с 1991 года, для диагностики рака в ткани груди человека. Он был пионером в области применения сверхбыстрых методов с временным разрешением в пикосекундных диапазонах для изучения динамики поляризации флуоресценции красителя в ткани и / или рассеивающих средах. Недавно он продемонстрировал использование спектроскопии со сдвигом Стокса в качестве эффективного способа быстрого измерения спектральных отпечатков нескольких ключевых флуорофоров, связанных с канцерогенезом в тканях, в виде сложных смесей, и подчеркнул различия между раковыми и нормальными тканями.
Детальное понимание распространения света через сильно рассеивающую мутную среду (а это и есть биологическая ткань) имеет решающее значение для развития методов оптической биомедицинской визуализации. Альфано провел согласованные экспериментальные и теоретические исследования для решения этой проблемы. Работа его группы привела к разработке концепции и выяснению свойств баллистических, змеиных и диффузных фотонов на основе времени пролета фотонов в среде. Он ввел термины баллистические и змеиные фотоны и определил эти фотоны как носители информации для прямой визуализации теневых диаграмм. Понимание характеристик этих фотонов привело к разработке различных методов стробирования для сортировки несущих изображение фотонов для прямого двумерного отображения неоднородностей в мутной среде в целом и биомедицинских образцах в частности.
В дополнение к своему техническому вкладу Альфано стимулировал рост отрасли, организовывая тематические встречи и конференции для OSA и SPIE, а позже стал сопредседателем многих конференции по оптической визуализации с Бриттоном Ченсом, на которых он познакомил молодых ученых и инженеров с биомедицинской оптикой и привлек к этой области других исследователей.
В дополнение к должности заслуженного профессора Городского колледжа и Высшей школы Нью-Йорка, Альфано занимал или в настоящее время занимает ряд руководящих должностей:
Альфано отмечает, что он учился в колледже главным образом потому, что его отец считал это важным (хотя его родители не имели такого преимущества). Альфано выбрал Университет Фэрли Дикинсона, потому что он находился недалеко от дома его детства в Тинек, Нью-Джерси, и начал свое среднее образование, думая, что в конечном итоге он станет инженером-электриком, как его дядя. Но в FDU он обнаружил, что может развить свои природные способности, и его жизнь пошла в другом направлении. Обладая способностями к математике, он посещал все математические классы, какие только мог, и нашел способ, чтобы они учитывались в соответствии с его требованиями по гуманитарным наукам. Будучи преисполнен решимости избежать лабораторных требований учебного плана EE, он переключил свою специальность на физику, на которую требовалось гораздо меньше. Он находит немного «ироничным» то, что он ненавидел требования лаборатории для получения степени по физике.
Альфано продолжил обучение в FDU, чтобы получить степень магистра. После окончания учебы он подал заявление о приеме на работу в лабораторию General Telephone and Electronics (GTE ), ныне Verizon (в то время конкурент наступал на пятки Bell Telephone ) и получил письмо с отказом. Одновременно он отправил письмо в Sylvania, дочернюю компанию General Telephone. Интервьюера впечатлили знания Альфано в области физики, и он обратился к д-ру Эстер Конвелл, известному теоретику твердого тела из GTE, для завершения интервью. Конвелл признал его понимание квантовой механики и понимание физических концепций. Компания предложила ему должность; Позже он получил работу, на которую ему отказали, работая на Conwell.
В GTE Альфано нашел хороший «дом» для своей работы и некоторой профессиональной поддержки, в которую входили такие важные коллеги, как Стэнли Шапиро, Джозеф Бирман и Александр Лемпицки. Вначале, работая над временем жизни оптических фононов, лежащим в основе его докторской диссертации, он случайно обнаружил суперконтинуумный лазер белого света. «Я думал, что с экспериментом что-то не так, - сказал он. «Три месяца я работал, чтобы найти источник моей ошибки, потому что то, что я видел, казалось невозможным». Он шутит, что израсходовал много черной малярной ленты, пытаясь закрыть спектрограф, который, как он предполагал, пропускал свет.
Альфано покинул GTE только потому, что компания была реорганизована и переехала, в результате чего его команда распалась. Он был очень разочарован, потому что любой шанс, который имелся у него и Шапиро на получение Нобелевской премии, был бесцеремонно аннулирован. Шапиро переехал на запад, чтобы присоединиться к Национальной лаборатории Лос-Аламоса, а Альфано перебрался в Университет штата Нью-Йорк, где он создал еще один способ внести свой вклад в научные открытия. По предложению тогдашнего ректора Гарри Люстига он основал и стал директором Института сверхбыстрой спектроскопии и лазеров (IUSL). С момента своего основания в 1983 году IUSL превратился в крупный академический центр исследований в области биомедицинской оптики.
Золотая медаль SPIE, 2019 г. за «применение и понимание высокоскоростных физических явлений, включая разработку новых технологий, а также новые применения существующих технологий»
Американская Физическое общество Премия Артура Шавлоу в 2013 г. в номинации «Лазерная наука» за новаторский вклад в область сверхбыстрых лазерных исследований, включая открытие генерации суперконтинуума и новых лазерных материалов, а также исследование распространения импульсов в сильно рассеивающая среда
OSA Премия Чарльза Таунса 2008 за вклад в открытие и исследование генерации суперконтинуума и разработку перестраиваемых твердотельных лазеров на основе четырехвалентного хрома, в частности форстерит, изумруд и Лазеры CUNYITE (названные в честь Городского университета Нью-Йорка).
Бриттон Чанс Премия за биомедицинскую оптику в 2012 году за его новаторский вклад в оптические методы для биологии и медицины.
Премия за когерентные достижения в области биомедицинской оптики в 2002 г.
научный сотрудник Американского физического общества (APS),
научный сотрудник оптического общества (OSA),
научный сотрудник Нью-Йоркской академии наук
научный сотрудник Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE)
научный сотрудник, Международное общество оптики и фотоники (SPIE ).
. У него много других наград и наград, перечисленных в его впечатляющих биографических данных в Интернете.
Альфано имеет итальянское происхождение. Находясь в General Telephone, он не возражал против того, чтобы стать частью компании-неудачника, конкурирующей с лидером. Эта тема была источником мотивации, которую он нес на протяжении всей своей жизни. Альфано заявил, что он черпает вдохновение везде, где его можно найти, и что он счастлив идти «нос к носу» с самыми престижными учреждениями мира. Он сделал Городской колледж и IUSL международным конкурентом, одним из лучших в области исследований в области фотоники. На вопрос, что его мотивирует, Альфано ответил: «Мне нравится открывать для себя новое, находить что-то совершенно неожиданное… и мне нравится быть номером один».
