Ved samme effekt, jo kortere laserpulsvarighet, desto høyere er den øyeblikkelige kraften. Når laserpulsvarigheten er så kort som en trilliondel av et andre nivå, kan den øyeblikkelige toppeffekten overstige en billion watt, mer enn hundrevis av ganger den samlede installerte effekten til alle verdens kraftverk. Dette er femtosekundlaseren.
Ved å justere naturen til femtosekundlaserpulsen i tid, rom og frekvensdomener, vil femtosekundlaseren bli en form, naturen til det justerbare, uforgjengelige fleksible verktøyet, i mikron, nanoskala for å fullføre høypresisjonsskjæring, stansing , utjevning og så videre, og til og med være i stand til å realisere det elektroniske nivået av reguleringen av ...... for mer enn 20 år siden så Jiang Lan femtosekundlaseren Anvendelsen av femtosekundlasere har et stort potensial.
Nå, ved School of Mechanical and Vehicle Engineering ved Beijing Institute of Technology, er Jiang Lan og teamet hans de første til å forutsi formen på femtosekund laserbehandling på den internasjonale arenaen, de første til å fremme et nytt prinsipp for femtosekund laser elektronisk dynamisk. kontroll produksjon, den første til å realisere det elektroniske nivået av laserproduksjon aktiv kontroll, den første til å utvikle det første settet med kvasi-tredimensjonale ultraraske kontinuerlige observasjonssystem på tvers av skalaene, den første som oppnådde observasjon av det elektroniske nivået av laserproduksjon, den første som oppnådde store ingeniørapplikasjoner for femtosekundlaserproduksjon, og den første som realiserte femtosekundlaserproduksjonen, den første som realiserte store ingeniørapplikasjoner for femtosekundlaserproduksjon, og den første som realiserte storskala industrielle anvendelser av femtosekund laser produksjon.
Jiang Lan (tredje fra venstre) veileder studentene til å utføre eksperimenter på femtosekund laserelektron dynamisk modulasjonsbehandling.
Siden fødselen av menneskehetens første rubinlaser i 1960, har forskere fortsatt å presse ytelsen til lasere til å bli raskere og sterkere. På 1980-tallet fant forskere at når laserpulsvarigheten er så kort som en trilliondel av et andre nivå, intensiteten på mer enn én billion watt i det ultraraske, ultraintense intervallet, har den klassiske teoretiske modellen ikke vært i stand til å forklare denne ultraraske og ultraintense elektromagnetiske felt- og materieinteraksjonsmekanismen, som har blitt en flaskehals som begrenser utviklingen av femtosekundlaser. På begynnelsen av dette århundret gikk Jiang Lan inn i feltet for femtosekund-laserproduksjonsforskning.
Undergraduate, Jiang Lan har en sterk interesse for fysikk, "'relativitet', 'kvantemekanikk' er da retningen for forskningen min, representert ved laser høyenergistråleproduksjon er i hovedsak samspillet mellom energi og materie, er retningen jeg er veldig interessert i! Høyenergistråleproduksjonen representert av lasere er i hovedsak samspillet mellom energi og materie, som er retningen jeg er veldig interessert i".
Uten et team, uten et prosjekt, med fokus på bare en forskningsgren av det tredje-nivå-disiplinærfeltet, og husket situasjonen for mer enn 20 år siden da han var alene på kontoret, ble Jiang Lans munn rødmet av et spor av lykke, noe som minnet om av smilet. "Det var en fantastisk tid å dykke inn i forskning alene uten å bli forstyrret."
Seks år senere gjorde Jiang Lan et gjennombrudd i den teoretiske studien av femtosekund-laserfabrikasjon. Han foreslo en forbedret dobbeltemperaturmodell, som utvidet anvendelsesområdet for den klassiske dobbeltemperaturligningen fra elektronlavtemperaturområdet til et vilkårlig elektrontemperaturområde, noe som forbedret nøyaktigheten av terskelprediksjon for femtosekundlaserbehandling. Han etablerte en plasmakvantemodell for å forutsi formen til femtosekund-laserprosessering for første gang, og forutså med suksess en rekke viktige uregelmessige effekter, som fikk omfattende internasjonal eksperimentell validering og positive evalueringer, inkludert nobelprisvinnere.
I 2006 opprettet Jiang Lan det første innenlandske vitenskapelige forskningsteamet for femtosekund-laserproduksjon og dens anvendelse i Beijing.
På den tiden var det som sto foran laget et annet hinder. De «iboende defektene» ved femtosekundlaserprosessering, som lav effektivitet, nøyaktighet dårligere enn diffraksjonsgrensen og lavt dybde-til-diameter-forhold, er årsakene til at femtosekundlaserprosessering ikke har blitt brukt i praksis på mer enn 20 år.
Jiang Lan brukte modellen han etablerte for å avsløre at for å løse problemene ovenfor, er kjernen "om det er mulig å regulere den lokale transiente elektrondynamikken". I henhold til hans teoretiske modellprediksjon foreslo Jiang Lan at femtosekund-laserens rom-tid-forming kan realiseres gjennom laserproduksjon av lokal transient elektronisk dynamikk til den aktive kontrollen, og deretter kontrollere prosesseringsresultatene til den tekniske ruten. Denne tekniske ruten utvider grensekapasiteten til laserproduksjon betydelig. Under støtte fra denne teoretiske modellen forbedret Jiang Lans team effektiviteten til femtosekund laserbehandling med 56 ganger, repeterbar prosesseringsnøyaktighet på 1/14 av bølgelengden og grensen for dybde-til-diameter-forhold fra 20:1 til mer enn 5000:1.
Senere foreslo Jiang Lan og ledet teamet sitt til å utvikle et kvasi{1}}D ultrarask kontinuerlig observasjonssystem på tvers av skalaer. "På tvers av 15 tidsordener av størrelsesorden, toppbildehastigheten på billioner av bilder per sekund av observasjonssystemet for å verifisere femtosekund laserelektrondynamikkmodulasjonen produserer nye prinsipper." sa Jiang Lan.
I den nasjonale "13th Five-Year" utstillingen for vitenskapelig og teknologisk innovasjon, valgte Jiang Lan-teamets femtosekund laserelektron dynamisk kontroll produksjonsresultater. 11 akademikere sammensatt av vurderingskomiteen kommenterte at: "den første til å oppnå laserproduksjon av elektronisk nivå av aktiv kontroll og femtosekund laserbehandling av industrialisering og store engineering Application ...... samlet nådd det internasjonale ledende nivået."
En lekmann som går inn i forskningsrommet for femtosekund laser mikro-nano produksjon, er det vanskelig å koble det store eksperimentelle utstyret foran deg, så vel som de hundrevis av optiske linser som er stilt opp på arbeidsbenken med det virkelige liv. Men forskerne som har brutt gjennom den vitenskapelige grunnforskningen har sett de ekstremt brede søknadsutsiktene.
Skjermformet skjæring av mobiltelefoner er en nøkkelteknologi for produksjon av mobiltelefoner. "Strukturen til en mobiltelefonskjerm er som en flerlags kake, i forskjellige lag ble fordelt med glass, polymer, metall, isolator og lim." Jiang Lan sa, "det tradisjonelle verktøyet kan ikke gjøre noe med stedet, det er femtosekund laser vise hendene." For tiden er anvendelsen av Jiang Lan foreslått elektronisk dynamisk kontroll skjæreprosess, og den store laser forskning og utvikling av femtosekund laser produksjonsutstyr i den globale markedsandelen på 60%.
Tredimensjonal kompleks mikrostrukturbehandling av materialer som er vanskelige å behandle, er et problem i verdensklasse innen banebrytende produksjon. Jiang Lan oppfant det elektroniske dynamiske justeringskontrollhullet, skjæring, nivellering, gravering og andre nye teknologier, førte til at teamet hans utviklet en rekke viktige indikatorer betydelig bedre enn det internasjonale nivået av nytt utstyr, for de 37 nasjonale store vitenskapelige og teknologiske prosjektene og store nasjonale utstyr for å legge hjørnesteinen.
Jiang Lan sa: "En sterk produksjonsindustri er hjørnesteinen i byggingen av et sterkt land, og en sterk produksjonsindustri er ofte foran etableringen av statusen til et sterkt land i 20 år."
I løpet av "12. femårsplan"-perioden har produksjon av høyenergistråler blitt en sentral støtteretning for National Natural Science Foundation of China (NSFC), og Jiang Lan fungerte som ansvarlig for feltet høyenergi bjelker og spesialenergifeltproduksjon, og ledet skrivingen av en serie planlegging for feltet høyenergibjelker og spesielle energifelt i NSFC siden den "12. femårsplanen". Planlegger.
I løpet av perioden "13. femårsplan" og "14. femårsplan" fungerte Jiang Lan som leder av ekspertgruppen for utarbeidelse av implementeringsplanen for nøkkelspesialprosjektet "Additiv produksjon og laserproduksjon". av National Key Research and Development Program (NKRDP), samt leder av ekspertgruppen og den generelle ekspertgruppen for utarbeidelse av veilederen. Jiang Lan fungerte som leder av ekspertgruppen for utarbeidelse av implementeringsplanen, retningslinjer og overordnet ekspertgruppe for National Key R&D Program "Additive Manufacturing and Laser Manufacturing". Han investerte mye tid i det første nasjonale nøkkelprosjektet innen avansert produksjon. For øyeblikket har spesialprosjektet distribuert 112 relaterte FoU-prosjekter, som sterkt har fremmet Kinas additive produksjon og laserproduksjon blant det første lag av det internasjonale samfunnet.
Zhang Xueqiang, som har jobbet ved instituttet i to år, husker fortsatt å lytte til Jiang Lans forelesning ved University of California, Berkeley. "Han snakket om den teknologiske fremgangen innen femtosekund-laserproduksjon, og også de potensielle bruksutsiktene for femtosekund-laserproduksjon." Xueqiang Zhang sa: "Etter forelesningen, da vi utvekslet ideer, spurte han meg 'om jeg kunne tenke meg å gjøre noen ekte vitenskapelig forskning sammen', og den ene setningen kalte meg tilbake."
Studenter i Jiang Lans tekniske team vet at Mr. Jiang er imot å publisere "vannartikler". Lian Yiling, en doktorgradsstudent, forklarte: "Eksperimentene gjort av andre mennesker, kommer tilbake for å reprodusere, og deretter justere parametrene; eller andres eksperimenter, endre et slags materiale og gjøre det igjen, er "vannartikler".
Hva er den virkelige vitenskapelige forskningen? Jiang Lan sa: "Gjør enten gjennombrudd i den akademiske grensen for å gå til toppen av himmelen, utvide feltet for menneskelig erkjennelse; eller i de store nasjonale behovene og den viktigste slagmarken i den nasjonale økonomien for å realisere søknaden om å gå til bakken, for å overvinne de viktigste tekniske problemene."
Strenge krav har brakt frem et tøft vitenskapelig forskningsmiljø. Jiang Lan har trent 33 doktorgradsstipendiater og postdoktorer, hvorav 40 % underviser ved "dobbelt førsteklasses" universiteter og 57 % av dem jobber i nasjonale viktige industrirelaterte forskningsinstitutter. Doktorgradsstudentene under hans veiledning har vunnet "Shangyin Excellent Mechanical Doctoral Dissertation Award" av Chinese Mechanical Engineering Society for seks ganger, inkludert sølv, bronse, utmerket og beste arbeid-priser, og hovedprisen i "Challenge Cup" nasjonale konkurranse , etc., og to av dem er godkjent som EUs «Marie Curie» og «Marie Curie»-forskere. To av dem har blitt anerkjent som "Marie Curie"-lærde fra EU. Så langt har Jiang Lan trent 9 nasjonale talenter på høyt nivå.
I Institute of Femtosecond Laser Micro-Nano Manufacturing i BeiJing er det fortsatt gjennombrudd innen bruksområdet for femtosekundlaser. Prof. Li Xiaowei jobber med en rekke store anvendelser av femtosekund-laserproduksjon. Prof. Jie Hu fokuserer på medisinsk-industriell fusjon, og femtosekund-laserteknologi kan gi antibakterielle, antikoagulerende og medikamentbærende medisinske enheter for beinsvulstbehandling. Prof. Li Xin fokuserer på anvendelsen av komposittbehandling i romfart.
Etter Jiang Lans mening bør usårbarheten til femtosekundlasere også være et kjennetegn på et team som streber etter ekte vitenskapelig forskning. "Med sikte på grensene til vitenskap og teknologi og betjene landets behov, er dette tidenes oppdrag for vår generasjon av vitenskapelige forskere, og også hemmeligheten bak gjennombruddene vi fortsetter å gjøre i arbeidet vårt." sa Jiang Lan.
