Jiang Lan, narodený v roku 1972, pochádza z Zigongu v provincii Sichuan. Je jedným z prvých profesorov Pekinského technologického inštitútu a dlhodobo sa zaoberá výskumom výroby femtosekundových laserov a je jedným z hlavných akademických lídrov v oblasti výroby laserov v Číne. Bol ocenený druhou cenou Národnej ceny za prírodné vedy a cenou He Liang He Li za vedeckú a technologickú inováciu atď. V máji 2023 mu bola udelená tretia národná cena za inováciu a v novembri 2023 bol zvolený za akademika Čínskej akadémie vied.
1 femtosekunda je jedna bilióntina sekundy. Energia laserového impulzu je stlačená do niekoľkých femtosekúnd a uvoľnená veľmi vysokou rýchlosťou a jej špičkový výkon sa môže zvýšiť miliónmi miliárd krát, čo môže teoreticky spracovať akýkoľvek pevný materiál. Femtosekundový laser, tento nezničiteľný „super silný a ultrarýchly svetelný nôž“, má široké uplatnenie.
Zameriavajúc sa na výskum výroby femtosekundových laserov už viac ako 20 rokov, tím Jiang Lan realizoval množstvo významných prelomov, postavil sa do čela písania niekoľkých dôležitých plánov v smere výroby laserov, aby podporil prvý čínsky echelón v oblasti medzinárodného .
Prvá predpoveď tvaru spracovania femtosekundovým laserom
Ako bude femtosekundový laser využitý pri tak krátkom čase a vysokej energii? Na teoretickej úrovni je síce veľa výhod, no aplikácie výroby femtosekundového laseru dlho zostávajú na koncepčnej úrovni.
Od konceptu po aplikáciu, kde je problém výroby femtosekundového lasera? Jiang Lan predstavil, klasickú teóriu je ťažké predpovedať tvar spracovania femtosekundovým laserom, mechanizmus spracovania je tiež ťažké opísať, to je tím viac ako 20 rokov výskumu na štúdium dilemy, ktorému čelí.
"Musíme otvoriť femtosekundový laser a interakciu materiálu "čiernu skrinku", aby sme úplne pochopili mechanizmus spracovania femtosekundovým laserom." Povedal Jiang Lan.
Pri spracovaní femtosekundovým laserom sa lokálne prechodné vlastnosti materiálu drasticky zmenia, aby sa táto zmena preskúmala, Jiang Lan a jeho tím vytvorili plazmový kvantový model na predpovedanie tvaru spracovania femtosekundovým laserom po prvýkrát a úspešne predpovedali rad dôležitých anomálnych efektov. Spočiatku bola akademická obec skeptická, ale keďže hlavné predpoklady a predpovede modelu navrhnutého Jiang Lanom boli široko overované po celom svete, výsledky výskumu postupne získali uznanie.
Po overení modelu je stále potrebné intuitívne pozorovanie na podporu výsledkov, teda „nafilmovať“ proces výroby femtosekundového lasera. Vzhľadom na tradičnú technológiu pozorovania má jedinú perspektívu a je stále dvojrozmerné zobrazovanie, nemôže zachytiť viacrozmerné informácie zahrnuté v procese spracovania femtosekundovým laserom. Jiang Lan viedol tím k vývoju kvázi-trojrozmerného ultrarýchleho kontinuálneho kamerového systému, ktorý po prvýkrát realizoval panoramatické pozorovanie v 15 časových mierkach v procese interakcie femtosekundového lasera a materiálu.
Vďaka sérii originálnych výsledkov sa Jiang Lan stal lídrom v oblasti výskumu výroby femtosekundových laserov. V skutočnosti, počas svojej postdoktorandskej práce, Jiang Lan začal vykonávať výskum výroby femtosekundového lasera. V tom čase neexistovalo žiadne femtosekundové laserové zariadenie, financovanie projektu a laboratórium, spoliehajúc sa iba na počítač, Jiang Lan začal náročný prieskum.
Výroba femtosekundového lasera zahŕňa viaceré disciplíny, ako je mechanika, fyzika, optika, materiály, chémia atď. Pokiaľ ide o neznáme oblasti, Jiang Lan urobil prelom v mnohých iných disciplínach ako je mechanika prostredníctvom samoštúdia alebo konzultácie s príslušnými odborníkmi, čo tiež položilo základ pre ďalší výskum.
Charakteristiky femtosekundových laserov vedú k nízkej účinnosti spracovania, nízkemu pomeru hĺbky k priemeru a presnosti spracovania horšej ako je limit difrakcie. Ďalšou prekážkou, ktorú treba prekonať, je nájsť spôsob, ako regulovať výrobný proces femtosekundových laserov.
Na základe svojej modelovej predpovede Jiang Lan propagoval nový princíp a metódu výroby elektronického dynamického riadenia, čím realizoval kontrolu výsledkov spracovania.
Jiang Lan viedol tím k overovaniu pri tápaní a nakoniec na základe nového princípu elektronickej dynamickej regulácie sa účinnosť spracovania zvýšila 56-krát, pomer hĺbky k priemeru sa zvýšil 260-krát, takže opakovateľná presnosť spracovania až do 1/14 vlnovej dĺžky atď.
"Akákoľvek pokročilejšia technológia spracovania, ak zostane len na papieri, nemôže dosiahnuť dobrý vývoj aplikácií." Povedal Jiang Lan.
Na základe nových princípov a metód elektronickej dynamickej regulácie viedol Jiang Lan tím k prelomeniu série prekážok vo výrobe trojrozmernej komplexnej mikrovýroby ťažko obrobiteľných materiálov jeden po druhom, vynašiel nové technológie, ako napr. dynamická regulácia kontrolných otvorov, rezanie, vyrovnávanie a gravírovanie, vyvinula sériu nových zariadení a prevzala vedenie pri realizácii hlavných inžinierskych aplikácií výroby femtosekundových laserov a rozsiahlych priemyselných aplikácií.
"Známe vyrezávanie v tvare mobilu na celú obrazovku a ďalšie technológie sú tiež jednou z technológií, na ktoré sa zameriavame." Jiang Lan predstavil, použitie elektronickej dynamickej modulácie pri výrobe nových princípov, nových technológií, tím a podnik spoločne vyvinuli femtosekundové laserové elektronické dynamické modulačné rezanie / dierovanie na výrobu nových zariadení, výkon na celkovej medzinárodnej špičkovej úrovni.
Laboratórne technológie pre priemyselné aplikácie, aj keď technologická cesta je jasná, ale stále je potrebné zvážiť náklady, praktickosť a ďalšie obmedzenia. Za týmto účelom tím Jiang Lan spolu s partnerskými spoločnosťami opakovane overuje proces a upravuje parametre. "Často namočený v laboratóriu, niekedy s cieľom zdokonaliť určitý výkon, pred a po celom roku rušnej práce." Pripomenul člen tímu Jiang Lan, Hu Jie, profesor na Pekinskom technologickom inštitúte.
Riešenie vysokokvalitného spracovania kompozitných materiálov, príprava nových materiálov a nových zariadení a vývoj vysoko presných výrobných zariadení ...... V súčasnosti tím Jiang Lan svojou kvalitnou a originálnou prácou naďalej otvára aplikačné scenáre laserovej výroby. "Vedecký výskum, musíme robiť skutočne hodnotnú prácu, robiť vedecký výskum na vrchole neba, nezbierať zelené ovocie." Požiadavky Jiang Lan na učiteľov a študentov tímu sa stali súčasťou kultúry tímu.
Laserová výroba bola pred rokmi iba terciárnym odvetvím strojárskej oblasti bez systematickej podpory zo strany príbuzných oddelení. Bolo tam málo výskumníkov, málo financií na výskum, malý priemyselný rozsah a rozdiel bol zrejmý v porovnaní s vyspelou svetovou úrovňou.
Jiang Lan si uvedomil, že ak chceme dohnať zameškané, spoliehať sa len na jeden alebo dva tímy nebude fungovať, „aby bola disciplína väčšia a silnejšia, musíme zjednotiť vedeckovýskumnú komunitu a priemysel a spolupracovať“.
V roku 2008 Národná nadácia pre prírodné vedy v Číne uviedla oblasť výroby vysokoenergetických lúčov a špeciálnych energetických polí ako prioritný smer podpory, laserová výroba je jej dôležitým aspektom a Jiang Lan ako osoba zodpovedná za túto oblasť . Pod vedením bývalých vedcov viedol Jiang Lan písanie dvoch častí plánovania oblasti vysokoenergetického lúča a špeciálneho energetického poľa výboru fondu v priebehu 12 rokov a v oblasti laserovej výroby dosiahol určité teoretické výsledky.
Jiang Lan viedol expertnú skupinu, aby investovala veľa času a energie do triedenia krátkych dosiek priemyselného reťazca a prípravy plánu rozvoja priemyslu, aby podporila národné alebo ministerské vedecké a technologické programy v oblasti lasera. výroby. Viedol 12 národných strednodobých a dlhodobých plánov rozvoja vedy a techniky pre laserovú výrobu a ďalšie smery, ako aj päťročné ministerské plány vedy a techniky Ministerstva vedy a techniky a Nadačnej komisie.
Medzi nimi „13. päťročný plán“ národného kľúčového programu výskumu a vývoja – „aditívna výroba a laserová výroba“, zdôvodnenie projektu trvalo dva a pol roka. "V tom čase ja a členovia expertnej skupiny často pracujeme a diskutujeme až do skorého rána." Spomína Jiang Lan.
Viac ako 30 tematických diskusií, výskumné návštevy vo viac ako 70 podnikoch, písanie miliónov slov argumentačných materiálov ...... Jiang Lan a skupina odborníkov do toho. Potom sa špeciálny prístup k priebežnej podpore „14. päťročného plánu“ stal jedinou výrobnou oblasťou „vybudovať dlhú dosku“ národných kľúčových špecialít.
Stovky vedecko-výskumných inštitúcií, tisíce spoločností zaoberajúcich sa výskumom súvisiacim s výrobou laserov, máme rôzne odborné znalosti, záujem, ako všetkých spojiť? "Jiang Lan vždy stál v krajine, v pozícii rozvoja priemyslu pri príprave plánu, a získal si uznanie všetkých." Povedal odborník z odvetvia.
"V ére veľkej vedy sa vývoj technológie nemôže spoliehať na samostatné úsilie." Jiang Lan povedal, že v oblasti laserovej výroby je ešte potrebné vyriešiť veľa problémov, tím bude založený na „štyroch orientovaných“, zjednotený s priemyslom, akademickou obcou a výskumom útočných síl a bude sa snažiť poskytnúť náležité príspevky. do výrobnej krajiny, vzdelávania a vedy a techniky.
