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威拉德·博伊尔(Willard S. Boyle,1924年8月19日-2011年5月7日),加拿大裔美国物理学家,出生于加拿大阿默斯特,先后取得麦吉尔大学理学学士、硕士及博士学位。2009年因发明电荷耦合器件(CCD)图像传感器与乔治·史密斯共同获得诺贝尔物理学奖。 # 威拉德·博伊尔:CCD图像传感器之父的物理人生 威拉德·斯特林·博伊尔(Willard Sterling Boyle),1924年8月19日生于加拿大新斯科舍省阿默斯特,加拿大裔美国物理学家,电荷耦合器件(CCD)图像传感器的联合发明者,2009年获诺贝尔物理学奖,2011年5月7日在加拿大新斯科舍省特鲁罗逝世,享年86岁。他的研究为数字成像技术奠定基础,推动摄影、天文观测、医疗影像等领域变革,成为现代信息社会的重要技术基石。 博伊尔出身医生家庭,两岁随家迁居魁北克北部伐木社区,14岁前由母亲在家教学,后在蒙特利尔下加拿大学院完成中学学业。二战期间,他服役于加拿大皇家海军,参与航空母舰舰载机相关训练。战后进入麦吉尔大学,1947年获物理学学士学位,1948年获硕士学位,1950年获博士学位,毕业后在加拿大辐射实验室从事博士后研究一年,随后在加拿大皇家军事学院任物理学助教两年,积累扎实科研与教学经验。 1953年,博伊尔加入美国贝尔实验室,开启科研黄金期。早期聚焦半导体电子特性研究,首创红外光谱法测量施主能级与回旋能级,与同事合作发现铋的低温磁热振荡现象,为费米面测绘提供新工具。1962年,他与唐纳德·纳尔逊发明首台连续运转红宝石激光器,同年任贝尔通讯公司太空科学与探索研究部主任,助力美国阿波罗登月计划,参与月球着陆点选址工作,1964年重返贝尔实验室,深耕集成电路与光电子技术研发。 1969年,博伊尔与同事乔治·史密斯在一小时头脑风暴中,基于光电效应原理构思出CCD图像传感器,该器件能将光信号转化为电荷信号并有序传输读取,1970年两人在《贝尔系统技术期刊》发表相关论文,为数字成像技术突破奠定理论与实践基础。此后,CCD逐步应用于数字相机、天文望远镜、医用内窥镜等设备,彻底改变传统成像模式。 博伊尔在贝尔实验室任职至1979年,历任器件开发执行主任、通信科学部执行主任,期间获约18项专利,推动激光、光通信、量子电子学等领域技术商业化。他的学术荣誉众多,1973年获富兰克林研究所巴兰廷奖章,1974年获IEEE莫里斯·利布曼奖,2006年获查尔斯·斯塔克·德雷珀奖,2009年因“发明成像半导体电路——CCD传感器”与乔治·史密斯、高锟共享诺贝尔物理学奖。 博伊尔的科研生涯,以跨领域创新突破技术瓶颈,用简洁高效的发明重塑成像行业生态。他将理论探索与工程实践紧密结合,其贡献不仅推动物理学与电子工程发展,更深刻影响人类信息获取与传播方式,成为科研工作者追求创新、服务社会的典范。 |