Nasceu em Moema, no interior de Minas Gerais. Filho de uma família numerosa, viu uma televisão pela primeira vez em 1969, durante a transmissão da chegada do homem à Lua. Esse fato marcaria a sua vida e serviria de inspiração ao longo de toda a sua carreira.
Depois de se formar num colégio agrícola, foi trabalhar na Fazenda Água Branca, que ficava a 100km da cidade mais próxima e não tinha luz elétrica. Viveu alguns anos isolado como um astronauta no espaço.
A despeito do ceticismo dos colegas da fazenda, pediu demissão e se matriculou num cursinho pré-vestibular. Queria estudar física na UFMG, a Universidade Federal de Minas Gerais. Passou, se formou e logo entrou para o mestrado em óptica na mesma instituição.
A partir daí, construiu uma promissora carreira acadêmica. Fez o doutorado em optoeletrônica no departamento de engenharia elétrica da Universidade de Glasgow, na Escócia, e dois pós-docs: um na Universidade Heriot-Watt, em Edimburgo, e outro na UCLA, a Universidade da Califórnia em Los Angeles.