Pri rovnakom výkone platí, že čím kratšie je trvanie laserového impulzu, tým vyšší je okamžitý výkon. Keď je trvanie laserového impulzu také krátke ako bilióntina sekundy, okamžitý špičkový výkon môže presiahnuť bilión wattov, čo je viac ako stonásobok kombinovaného inštalovaného výkonu všetkých svetových elektrární. Toto je femtosekundový laser.
Úpravou povahy femtosekundového laserového pulzu v časovej, priestorovej a frekvenčnej doméne sa femtosekundový laser stane tvarom, povahou nastaviteľného, nezničiteľného flexibilného nástroja, v mikrónovej, nanoúrovni na dokončenie vysoko presného rezania, dierovania , nivelácia a tak ďalej, a dokonca byť schopný realizovať elektronickú úroveň regulácie ...... Pred viac ako 20 rokmi videl Jiang Lan femtosekundový laser Aplikácia femtosekundových laserov má veľký potenciál.
Teraz, na Škole strojárstva a automobilového inžinierstva Pekinského technologického inštitútu, Jiang Lan a jeho tím sú prví, ktorí predpovedajú tvar spracovania femtosekundovým laserom na medzinárodnej scéne, ako prví predložili nový princíp elektronickej dynamiky femtosekundovým laserom. kontrola výroby, prvá, ktorá realizovala elektronickú úroveň aktívnej kontroly výroby lasera, prvá, ktorá vyvinula prvú sadu kvázi trojrozmerného ultrarýchleho kontinuálneho pozorovacieho systému naprieč váhami, ako prvá dosiahla pozorovanie elektronickej úrovne laserová výroba, prvá, ktorá dosiahla hlavné inžinierske aplikácie výroby femtosekundového lasera, a prvá, ktorá realizovala výrobu femtosekundového lasera, prvá, ktorá realizovala hlavné inžinierske aplikácie výroby femtosekundového lasera a prvá, ktorá realizovala rozsiahle priemyselné aplikácie femtosekundového lasera laserová výroba.
Jiang Lan (tretí zľava) vedie študentov k vykonávaniu experimentov so spracovaním dynamickej modulácie elektrónov femtosekundovým laserom.
Od zrodu prvého rubínového lasera ľudstva v roku 1960 vedci neustále presadzovali, aby výkon laserov bol rýchlejší a silnejší. V 80-tych rokoch vedci zistili, že keď je trvanie laserového pulzu krátke ako jedna bilióntina druhej úrovne, intenzita viac ako jeden bilión wattov v ultrarýchlom, ultraintenzívnom intervale, klasický teoretický model nedokázal vysvetliť tento ultrarýchly a ultraintenzívny mechanizmus interakcie elektromagnetického poľa a hmoty, ktorý sa stal prekážkou obmedzujúcou vývoj femtosekundového lasera. Začiatkom tohto storočia vstúpil Jiang Lan do oblasti výskumu výroby femtosekundových laserov.
Vysokoškolák, Jiang Lan má silný záujem o fyziku, "relativita", "kvantová mechanika" sú potom smer môjho výskumu, reprezentovaný výrobou laserového vysokoenergetického lúča je v podstate interakcia energie a hmoty, je to smer, ktorým som veľmi ma to zaujíma! Výroba vysokoenergetických lúčov reprezentovaná lasermi je v podstate interakcia medzi energiou a hmotou, čo je smer, ktorý ma veľmi zaujíma“.
Bez tímu, bez projektu, so zameraním len na výskumnú oblasť disciplinárnej oblasti tretieho stupňa, pripomínajúc si situáciu pred viac ako 20 rokmi, keď bol sám v kancelárii, Jiang Lanovi sa zaliala ústa stopou šťastia, ktorá pripomína úsmevu. "Bol to úžasný čas ponoriť sa do výskumu sám bez toho, aby sme boli rušení."
O šesť rokov neskôr Jiang Lan urobil prelom v teoretickej štúdii výroby femtosekundového lasera. Navrhol vylepšený dvojteplotný model, ktorý rozšíril rozsah aplikácie klasickej dvojteplotnej rovnice z elektrónovej nízkoteplotnej oblasti na ľubovoľný elektrónový teplotný rozsah, čím sa zlepšila presnosť predikcie prahu pre spracovanie femtosekundovým laserom. Po prvýkrát vytvoril plazmový kvantový model na predpovedanie tvaru spracovania femtosekundovým laserom a úspešne predpovedal sériu dôležitých anomálnych efektov, ktoré získali rozsiahle medzinárodné experimentálne overenie a pozitívne hodnotenia, vrátane držiteľov Nobelovej ceny.
V roku 2006 založil Jiang Lan prvý domáci vedeckovýskumný tím výroby femtosekundového lasera a jeho aplikácie v Pekingu.
V tom čase bolo ďalšou prekážkou to, čo stálo pred mužstvom. „Inherentné defekty“ spracovania femtosekundovým laserom, ako je nízka účinnosť, presnosť horšia ako je difrakčný limit a nízky pomer hĺbky k priemeru, sú dôvodom, prečo sa spracovanie femtosekundovým laserom v praxi neuplatňuje už viac ako 20 rokov.
Jiang Lan použil model, ktorý zaviedol, aby odhalil, že na vyriešenie vyššie uvedených problémov je jadrom „či je možné regulovať lokálnu dynamiku prechodných elektrónov“. Podľa svojej predikcie teoretického modelu Jiang Lan navrhol, že tvarovanie časopriestoru femtosekundovým laserom možno realizovať prostredníctvom laserovej výroby lokálnej prechodnej elektronickej dynamiky aktívneho riadenia a potom riadiť výsledky spracovania technickej cesty. Táto technická cesta výrazne rozširuje limitné možnosti laserovej výroby. S podporou tohto teoretického modelu tím Jiang Lan zlepšil účinnosť spracovania femtosekundovým laserom 56-krát, opakovateľnú presnosť spracovania 1/14 vlnovej dĺžky a limit pomeru hĺbky k priemeru z 20:1 na viac ako 5000:1.
Neskôr Jiang Lan navrhol a viedol svoj tím k vývoju kvázi-3D ultrarýchleho systému nepretržitého pozorovania. "V rámci 15 časových rádov, maximálna snímková frekvencia biliónov snímok za sekundu pozorovacieho systému na overenie modulácie dynamiky femtosekundových laserových elektrónov pri výrobe nových princípov." Povedal Jiang Lan.
Na národnej výstave vedeckých a technologických inovácií "13th Five-Year" vybral tím Jiang Lan femtosekundové laserové dynamické riadenie elektrónovej dynamickej výroby. 11 akademikov zložených z hodnotiacej komisie poznamenalo, že: "prvý, kto dosiahol laserovú výrobu elektronickej úrovne aktívneho riadenia a femtosekundového laserového spracovania industrializácie a hlavnej inžinierskej aplikácie ...... celkovo dosiahol medzinárodnú vedúcu úroveň."
Laik, ktorý vchádza do výskumnej miestnosti na výrobu mikro-nano výroby femtosekundového lasera, je ťažké prepojiť veľké experimentálne vybavenie pred vami, ako aj stovky optických šošoviek zoradených na pracovnom stole so skutočným životom. Ale výskumníci, ktorí prelomili základný vedecký výskum, videli extrémne široké možnosti použitia.
Rezanie v tvare obrazovky mobilného telefónu je kľúčovou technológiou výroby mobilných telefónov. "Štruktúra obrazovky mobilného telefónu je ako viacvrstvový koláč, v rôznych vrstvách boli distribuované sklo, polymér, kov, izolátor a lepidlo." Jiang Lan povedal: "Tradičný nástroj nemôže nič urobiť s miestom, je to femtosekundový laser ukázať svoje ruky." V súčasnosti aplikácia Jiang Lan navrhuje elektronický dynamický riadiaci proces rezania a veľký laserový výskum a vývoj zariadení na výrobu femtosekundových laserov s podielom na globálnom trhu 60%.
Trojrozmerné komplexné mikroštruktúrne spracovanie ťažko spracovateľných materiálov je svetovým problémom v oblasti špičkovej výroby. Jiang Lan vynašiel elektronický ovládací otvor dynamického nastavenia, rezanie, vyrovnávanie, gravírovanie a ďalšie nové technológie, čo viedlo jeho tím k vyvinutiu série hlavných ukazovateľov výrazne lepších ako medzinárodná úroveň nového vybavenia pre 37 národných veľkých vedeckých a technologických projektov a hlavné národné vybavenie položiť základný kameň.
Jiang Lan povedal: "Silný výrobný priemysel je základným kameňom vybudovania silnej krajiny a silný výrobný priemysel je často na 20 rokov pred vytvorením štatútu silnej krajiny."
Počas obdobia „12. päťročného plánu“ sa výroba vysokoenergetických lúčov stala kľúčovým smerom podpory Národnej nadácie pre prírodné vedy v Číne (NSFC) a Jiang Lan slúžil ako osoba zodpovedná za oblasť vysokoenergetických technológií. lúčov a výroby špeciálnych energetických polí a viedol písanie série plánov pre oblasť vysokoenergetických lúčov a špeciálnych energetických polí v NSFC od „12. päťročného plánu“. Plánovanie.
Počas obdobia „13. päťročnice“ a „14. päťročnice“ pôsobil pán Jiang Lan ako vedúci expertnej skupiny na prípravu implementačného plánu kľúčového špeciálneho projektu „Aditívna výroba a laserová výroba“. Národného kľúčového programu výskumu a vývoja (NKRDP), ako aj vedúceho expertnej skupiny a všeobecnej expertnej skupiny pre prípravu príručky. Jiang Lan pôsobil ako vedúci expertnej skupiny pre prípravu implementačného plánu, smerníc a celkovej expertnej skupiny Národného kľúčového programu výskumu a vývoja „Aditívna výroba a laserová výroba“. Investoval veľa času do prvého národného kľúčového projektu v pokročilej výrobe. V súčasnosti má špeciálny projekt nasadených 112 súvisiacich výskumných a vývojových projektov, ktoré výrazne podporili čínsku aditívnu výrobu a laserovú výrobu medzi prvými vrstvami medzinárodného spoločenstva.
Zhang Xueqiang, ktorý v inštitúte pracuje dva roky, si dodnes pamätá, ako počúval Jiang Lanovu prednášku na Kalifornskej univerzite v Berkeley. "Hovoril o technologickom pokroku výroby femtosekundového lasera a tiež o potenciálnych aplikačných perspektívach výroby femtosekundového lasera." Xueqiang Zhang povedal: "Keď sme si po prednáške vymenili nápady, spýtal sa ma 'či by som chcel spolu urobiť nejaký skutočný vedecký výskum' a tá jedna veta ma zavolala späť."
Študenti technického tímu Jiang Lan vedia, že pán Jiang je proti zverejňovaniu „článkov o vode“. Lian Yiling, doktorandka, vysvetlila: "Experimenty, ktoré vykonali iní ľudia, sa vrátia, aby sa reprodukovali a potom upravili parametre; alebo experimenty iných ľudí, zmenia druh materiálu a urobia to znova, sú 'články o vode'."
Aký je skutočný vedecký výskum? Jiang Lan povedal: „Buď urobte prielomy v akademickej hranici, aby ste sa dostali na vrchol oblohy, čím sa rozšírila oblasť ľudského poznania; alebo v hlavných národných potrebách a hlavnom bojisku národného hospodárstva, aby ste realizovali aplikáciu, aby ste sa dostali do na prekonanie kľúčových technických problémov."
Prísne požiadavky priniesli tvrdú úroveň vedeckého výskumu. Jiang Lan vyškolil 33 doktorandov a postdoktorandov, z ktorých 40 % vyučuje na „dvojitých prvotriednych“ univerzitách a 57 % z nich pracuje v kľúčových národných výskumných ústavoch súvisiacich s priemyslom. Doktorandi pod jeho vedením získali šesťkrát ocenenie „Shangyin Excellent Mechanical Doctoral Dissertation Award“ Čínskej strojárskej spoločnosti, vrátane strieborných, bronzových, vynikajúcich a najlepších prác a hlavnej ceny národnej súťaže „Challenge Cup“ , atď. a dvaja z nich boli schválení ako výskumníci Európskej únie „Marie Curie“ a „Marie Curie“. Dvaja z nich boli uznaní za učencov „Marie Curie“ Európskej únie. Doposiaľ Jiang Lan vychoval 9 národných talentov na vysokej úrovni.
V Inštitúte mikro-nano výroby femtosekundového lasera v Pekingu stále dochádza k prelomom v aplikačnej oblasti femtosekundového lasera. Prof. Li Xiaowei pracuje na sérii hlavných aplikácií výroby femtosekundového lasera. Prof. Jie Hu sa zameriava na medicínsko-priemyselnú fúziu a technológia femtosekundového lasera môže poskytnúť antibakteriálne, antikoagulačné a liečivé medicínske zariadenia na liečbu kostných nádorov. Prof. Li Xin sa zameriava na aplikáciu kompozitného spracovania v leteckom a kozmickom priemysle.
Nezraniteľnosť femtosekundových laserov by mala byť podľa názoru Jiang Lan charakteristickou aj pre tím, ktorý ašpiruje na skutočný vedecký výskum. "Zameranie na hranice vedy a techniky a slúžiace potrebám krajiny, to je poslanie doby pre našu generáciu vedeckých výskumníkov a tiež tajomstvo prielomov, ktoré naďalej robíme v našej práci." Povedal Jiang Lan.
