Jiang Lan, født i 1972, er opprinnelig fra Zigong, Sichuan-provinsen. Han er en av de første lederprofessorene ved Beijing Institute of Technology, og har lenge vært engasjert i forskning på femtosekund-laserfabrikasjon, og er en av de viktigste akademiske lederne innen laserfabrikasjon i Kina. Han ble tildelt andreprisen for National Natural Science Award og He Liang He Li Science and Technology Innovation Award, etc. I mai 2023 ble han tildelt den tredje nasjonale innovasjonsprisen, og i november 2023 ble han valgt som akademiker fra det kinesiske vitenskapsakademiet.
1 femtosekund er en trilliondels sekund. Energien til en laserpuls komprimeres til noen få femtosekunder og frigjøres med en veldig høy hastighet, og toppeffekten kan økes med millioner av milliarder ganger, noe som teoretisk kan behandle ethvert fast materiale. Femtosekund laser, denne uforgjengelige "supersterke og ultraraske lette kniven", har et bredt bruksutsikter.
Med fokus på femtosekund-laserproduksjonsforskning i mer enn 20 år, realiserte Jiang Lan-teamet en rekke store gjennombrudd, han tok ledelsen i å skrive en rekke viktige planer i retning av laserproduksjon, for å fremme Kinas første lag innen internasjonal .
Den første forutsigelsen av formen til femtosekund laserbehandling
Med så kort tid og høy energi, hvordan vil femtosekundlaseren bli utnyttet? Selv om det er mange fordeler på det teoretiske nivået, men i lang tid, forblir femtosekund-laserproduksjonsapplikasjoner på det konseptuelle nivået.
Fra konsept til applikasjon, hvor er vanskeligheten med femtosekund-laserproduksjon? Jiang Lan introdusert, er den klassiske teorien vanskelig å forutsi formen på femtosekund laserbehandling, prosesseringsmekanisme er også vanskelig å beskrive, dette er teamet mer enn 20 års forskning for å studere dilemmaet.
"Må åpne femtosekundlaseren og materialinteraksjonen 'black box', for å forstå femtosekundlaserbehandlingsmekanismen fullstendig." sa Jiang Lan.
Ved femtosekundlaserbehandling vil de lokale forbigående egenskapene til materialet endres drastisk, for å utforske denne endringen, har Jiang Lan og teamet hans etablert en plasmakvantemodell for å forutsi formen på femtosekundlaserprosessering for første gang, og vellykket spådd en rekke viktige uregelmessige effekter. Til å begynne med var det akademiske miljøet skeptisk, men ettersom hovedantakelsene og spådommene til modellen foreslått av Jiang Lan ble verifisert over hele verden, fikk forskningsresultatene gradvis anerkjennelse.
Etter å ha verifisert modellen, er det fortsatt behov for intuitive observasjoner for å støtte resultatene, dvs. å "filme" prosessen med femtosekund-laserproduksjon. På grunn av den tradisjonelle observasjonsteknologien har et enkelt perspektiv, og er fortsatt todimensjonal bildebehandling, kan ikke fange den flerdimensjonale informasjonen som er involvert i prosessen med femtosekund laserbehandling. Jiang Lan ledet teamet til å utvikle et tverrskala kvasi-tredimensjonalt ultraraskt kontinuerlig kamerasystem, som for første gang realiserte en panoramaobservasjon på tvers av 15 tidsskalaer i prosessen med femtosekund-laser-material-interaksjon.
Med en rekke originale resultater har Jiang Lan blitt ledende innen forskning på femtosekund-laserproduksjon. Faktisk, under postdoktorarbeidet, begynte Jiang Lan å forske på femtosekund-laserfabrikasjon. På den tiden fantes det ikke femtosekund-laserutstyr, prosjektfinansiering og laboratorium, bare ved å stole på en datamaskin, begynte Jiang Lan en vanskelig utforskning.
Femtosekundlaserfabrikasjon involverer flere disipliner som mekanikk, fysikk, optikk, materialer, kjemi osv. For de ukjente feltene gjorde Jiang Lan gjennombrudd innen mange andre disipliner enn mekanikk gjennom selvstudier eller konsultasjon med relevante eksperter, noe som også la grunnlaget for neste forskning.
Egenskapene til femtosekundlasere fører til lav prosesseringseffektivitet, lavt dybde-til-diameter-forhold og prosesseringsnøyaktighet dårligere enn diffraksjonsgrensen. Et annet hinder å overvinne er å finne en måte å regulere produksjonsprosessen til femtosekundlasere.
Basert på modellprediksjonen hans, var Jiang Lan banebrytende for et nytt prinsipp og metode for produksjon av elektronisk dynamisk kontroll, og realiserte dermed kontrollen av behandlingsresultatene.
Jiang Lan ledet teamet til å verifisere mens de famler, og til slutt, basert på det nye prinsippet om elektronisk dynamisk regulering, er prosesseringseffektiviteten økt med 56 ganger, dybde-til-diameter-forholdet er økt med 260 ganger, slik at repeterbar prosesseringsnøyaktighet opp til 1/14 av bølgelengden og så videre.
"Enhver mer avansert prosesseringsteknologi, hvis den bare forblir på papiret, kan den ikke oppnå god applikasjonsutvikling." sa Jiang Lan.
Basert på de nye prinsippene og metodene for elektronisk dynamisk regulering, ledet Jiang Lan teamet til å bryte gjennom en rekke flaskehalser i produksjonen av tredimensjonal kompleks mikrofabrikasjon av materialer som er vanskelig å maskinere etter hverandre, og oppfant nye teknologier som elektronisk dynamisk regulering av kontrollhull, skjæring, utjevning og gravering, utviklet en serie nytt utstyr og tok ledelsen i å realisere de store ingeniørapplikasjonene for femtosekund-laserproduksjon og storskala industrielle applikasjoner.
"Den velkjente mobiltelefonens fullskjermformede kutting og andre teknologier er også en av teknologiene vi fokuserer på." Jiang Lan introdusert, bruken av elektronisk dynamisk modulasjon produksjon nye prinsipper, nye teknologier, teamet og bedriften i fellesskap utviklet en femtosekund laser elektronisk dynamisk modulasjon kutte / hull gjør nytt utstyr, ytelsen til den generelle internasjonale ledende nivå.
Laboratorieteknologi til industrielle applikasjoner, selv om teknologien banen er klar, men fortsatt må vurdere kostnadene, praktiske og andre begrensninger. For dette formål verifiserer Jiang Lans team, sammen med partnerselskaper, prosessen gjentatte ganger og justerer parametrene. "Ofte gjennomvåt i laboratoriet, noen ganger for å perfeksjonere en viss ytelse, før og etter et helt år med travelt arbeid." Jiang Lans teammedlem, Hu Jie, en professor ved Beijing Institute of Technology, husket.
Takle høykvalitets prosessering av komposittmaterialer, forberede nye materialer og nye enheter, og utvikle høypresisjons produksjonsutstyr ...... I dag fortsetter Jiang Lans team, med sitt høykvalitets og originale arbeid, å åpne opp bruksscenarier for laserproduksjon. "Vitenskapelig forskning, vi må gjøre virkelig verdifullt arbeid, gjøre "top of the sky" vitenskapelig forskning, ikke plukke grønn frukt." Jiang Lans krav til teamets lærere og elever har blitt en del av teamets kultur.
For mange år siden var laserproduksjon bare en tertiær gren av maskiningeniørfeltet, uten systematisk støtte fra relaterte avdelinger. Det var få forskere, lite forskningsmidler, liten industriell skala, og gapet var åpenbart sammenlignet med verdens avanserte nivå.
Jiang Lan innså at for å ta igjen, vil det ikke fungere å stole på ett eller to lag alene, "for å gjøre disiplinen større og sterkere, må vi forene det vitenskapelige forskningsmiljøet og industrien sammen, og jobbe sammen".
I 2008 listet National Natural Science Foundation of China feltet høyenergistråler og produksjon av spesialenergifelt som en prioritert støtteretning, laserproduksjon er et viktig aspekt ved det, og Jiang Lan som ansvarlig for feltet . Under veiledning av tidligere forskere har Jiang Lan ledet skrivingen av to deler av planleggingen av høyenergistråle- og spesialenergifeltområdet til Fondskomiteen innen 12 år, og innen laserproduksjon har han oppnådd visse teoretiske resultater.
Jiang Lan ledet ekspertgruppen til å investere mye tid og energi for å sortere ut de korte styrene i industrikjeden og utarbeide utviklingsplanen for industrien, for å fremme nasjonale eller departementale vitenskapelige og teknologiske programmer innen laser. produksjon. Han har tatt ledelsen i å skrive 12 nasjonale mellom- og langsiktige vitenskapelige og teknologiske utviklingsplaner for laserproduksjon og andre retninger, samt femårige ministerielle vitenskaps- og teknologiplaner fra departementet for vitenskap og teknologi og Stiftelseskommisjonen.
Blant dem, "13th Five-Year Plan" nasjonale nøkkelforsknings- og utviklingsprogram - "additive manufacturing and laser manufacturing", tok prosjektbegrunnelsen to og et halvt år. "På den tiden jobber jeg og ekspertgruppemedlemmene ofte og diskuterer til tidlig morgen." husker Jiang Lan.
Mer enn 30 tematisk diskusjon, forskning besøk til mer enn 70 bedrifter, skrive millioner av ord av argumentasjon materialer ...... Jiang Lan og ekspertgruppen til å gå alle ut. Etterpå, den spesielle tilgangen til "14. Femårsplan" rullende støtte, blitt det eneste produksjonsfeltet "bygge et langt bord" av nasjonale nøkkelspesialiteter.
Hundrevis av vitenskapelige forskningsinstitusjoner, tusenvis av selskaper engasjert i laserproduksjonsrelatert forskning, vi har forskjellig ekspertise, interesse, hvordan bringe alle sammen? "Jiang Lan har alltid stått i landet, industriens utviklingsposisjon for å utarbeide planen, og fikk alles anerkjennelse." En bransjeekspert sa.
"I en tid med stor vitenskap kan ikke teknologiutviklingen stole på soloinnsats." Jiang Lan sa at det fortsatt er mange problemer som skal løses innen laserproduksjon, teamet vil være basert på de "fire orienterte", forent med industrien, akademia og forskningen til angrepsstyrken, og streber etter å gi behørige bidrag til produksjonslandet, utdanning og vitenskap og teknologi.
