Esant tokiai pačiai galiai, kuo trumpesnė lazerio impulso trukmė, tuo didesnė momentinė galia. Kai lazerio impulso trukmė yra tokia trumpa kaip antrojo lygio trilijonoji dalis, momentinė didžiausia galia gali viršyti trilijoną vatų, daugiau nei šimtus kartų didesnė už bendrą visų pasaulio elektrinių instaliuotą galią. Tai femtosekundinis lazeris.
Reguliuojant femtosekundinio lazerio impulso pobūdį laiko, erdvės ir dažnio srityse, femtosekundinis lazeris taps reguliuojamo, nesunaikinamo lankstaus įrankio forma, pobūdžiu, mikronuose, nano mastu, kad būtų užbaigtas didelio tikslumo pjovimas, perforavimas. , niveliavimo ir pan., ir netgi sugebėti realizuoti elektroninį reguliavimo lygį ...... daugiau nei prieš 20 metų Jiang Lan pamatė femtosekundinį lazerį. Femtosekundinių lazerių taikymas turi didelį potencialą.
Dabar Pekino technologijos instituto Mechanikos ir transporto priemonių inžinerijos mokykloje Jiang Lan ir jo komanda yra pirmieji, kurie tarptautinėje arenoje prognozuoja femtosekundinio lazerio apdorojimo formą, pirmieji, kurie pasiūlė naują femtosekundinio lazerio elektroninio dinamiškumo principą. valdymo gamyba, pirmasis, įgyvendinęs elektroninį lazerio gamybos aktyvaus valdymo lygį, pirmasis, sukūręs pirmąjį beveik trimatį itin greitą nuolatinio stebėjimo sistemos rinkinį visose svarstyklėse, pirmasis pasiekęs elektroninio lygio stebėjimą. lazerių gamyba, pirmoji, kuri įgyvendino pagrindinius inžinerinius femtosekundinių lazerių gamybos pritaikymus, ir pirmoji, įgyvendinusi femtosekundinių lazerių gamybą, pirmoji įgyvendinusi pagrindinius femtosekundinių lazerių gamybos inžinerinius pritaikymus ir pirmoji įgyvendinusi didelio masto pramoninius femtosekundinių lazerių pritaikymus. lazerių gamyba.
Jiang Lan (trečias iš kairės) padeda studentams atlikti femtosekundinės lazerinės elektronų dinaminės moduliacijos apdorojimo eksperimentus.
Nuo tada, kai 1960 m. atsirado pirmasis žmonijos rubino lazeris, mokslininkai ir toliau siekė, kad lazerių veikimas būtų greitesnis ir stipresnis. Devintajame dešimtmetyje mokslininkai išsiaiškino, kad kai lazerio impulso trukmė yra tokia trumpa kaip trilijonoji antrojo lygio, o intensyvumas yra didesnis nei vienas trilijonas vatų per itin greitą, itin intensyvų intervalą, klasikinis teorinis modelis negalėjo paaiškinkite šį itin greitą ir itin intensyvų elektromagnetinio lauko ir medžiagos sąveikos mechanizmą, kuris tapo kliūtimi, ribojančia femtosekundinio lazerio vystymąsi. Šio amžiaus pradžioje Jiang Lan įžengė į femtosekundinių lazerių gamybos tyrimų sritį.
Bakalauras, Jiang Lan labai domisi fizika, „reliatyvumas“, „kvantinė mechanika“ yra mano tyrimų kryptis, kurią atstovauja lazerio didelės energijos pluošto gamyba, iš esmės yra energijos ir materijos sąveika, yra mano kryptis. Labai domina! Didelės energijos pluošto gamyba, kurią reprezentuoja lazeriai, iš esmės yra energijos ir materijos sąveika, o tai mane labai domina".
Be komandos, be projekto, koncentruojantis tik į trečiojo lygio disciplininės srities tyrimų atšaką, prisiminus situaciją prieš daugiau nei 20 metų, kai biure jis buvo vienas, Jiang Lan burną paraudo laimės pėdsakas, primenantis šypsenos. „Tai buvo nuostabus metas pasinerti į tyrimus vienam, netrukdomam.
Po šešerių metų Jiang Lan padarė proveržį teoriniame femtosekundinio lazerio gamybos tyrime. Jis pasiūlė patobulintą dvigubos temperatūros modelį, kuris išplėtė klasikinės dvigubos temperatūros lygties taikymo sritį nuo elektronų žemos temperatūros srities iki savavališko elektronų temperatūros diapazono, pagerindamas femtosekundinio lazerio apdorojimo slenksčio numatymo tikslumą. Jis sukūrė plazmos kvantinį modelį, skirtą femtosekundinio lazerio apdorojimo formai nuspėti pirmą kartą, ir sėkmingai numatė daugybę svarbių anomalių efektų, kurie sulaukė didelio tarptautinio eksperimentinio patvirtinimo ir teigiamų įvertinimų, įskaitant Nobelio premijos laureatus.
2006 m. Jiang Lan įsteigė pirmąją vietinę femtosekundinių lazerių gamybos ir jos taikymo mokslinių tyrimų grupę Pekine.
Tuo metu tai, kas stovėjo prieš komandą, buvo dar viena kliūtis. Dėl femtosekundžių lazerinio apdorojimo „įgimtų defektų“, tokių kaip mažas efektyvumas, tikslumas, mažesnis už difrakcijos ribą, mažas gylio ir skersmens santykis, yra priežastis, kodėl femtosekundinis lazerinis apdorojimas praktiškai netaikomas daugiau nei 20 metų.
Jiang Lan pritaikė savo sukurtą modelį, norėdamas atskleisti, kad norint išspręsti minėtas problemas, svarbiausia yra „ar įmanoma reguliuoti vietinę trumpalaikę elektronų dinamiką“. Remdamasis savo teorinio modelio prognozėmis, Jiang Lan pasiūlė, kad femtosekundinis lazerinis erdvės laiko formavimas gali būti realizuotas lazeriu gaminant vietinę trumpalaikę elektroninę aktyvaus valdymo dinamiką, o tada valdyti techninio maršruto apdorojimo rezultatus. Šis techninis kelias žymiai išplečia ribines lazerio gamybos galimybes. Remdamasi šiuo teoriniu modeliu, Jiang Lan komanda padidino femtosekundinio lazerio apdorojimo efektyvumą 56 kartus, pakartojamą apdorojimo tikslumą 1/14 bangos ilgio, o gylio ir skersmens santykio ribą nuo 20:1 iki daugiau nei 5000:1.
Vėliau Jiang Lan pasiūlė ir vadovavo savo komandai sukurti kryžminio masto kvazi{1}}D itin greitą nuolatinio stebėjimo sistemą. „Per 15 laiko dydžių dydžių didžiausias stebėjimo sistemos kadrų dažnis trilijonai kadrų per sekundę, siekiant patikrinti femtosekundinę lazerio elektronų dinamikos moduliaciją, sukuriančią naujus principus. Jiang Lan sakė.
Nacionalinėje „13-ojo penkerių metų“ mokslo ir technologinių inovacijų parodoje Jiang Lan komanda atrinko femtosekundžių lazerinio elektronų dinaminio valdymo gamybos rezultatus. 11 akademikų, sudarytų iš vertinimo komiteto, komentavo, kad: "pirmasis, pasiekęs lazerinį aktyvaus valdymo elektroninio lygio gamybą ir femtosekundinį lazerinį apdorojimą industrializacijos ir pagrindinių inžinerinių programų ...... apskritai pasiekė tarptautinį lyderio lygį."
Profesionalui, įeinančiam į femtosekundžių lazerių mikro-nano gamybos tyrimų kambarį, sunku sujungti priešais jus esančią didelės apimties eksperimentinę įrangą ir šimtus ant darbo stalo išrikiuotų optinių lęšių su tikruoju gyvenimu. Tačiau tyrėjai, pralaužę pagrindinius mokslinius tyrimus, pamatė itin plačias taikymo perspektyvas.
Mobiliojo telefono ekrano formos pjovimas yra pagrindinė mobiliųjų telefonų gamybos technologija. „Mobiliojo telefono ekrano struktūra yra tarsi kelių sluoksnių pyragas, skirtinguose sluoksniuose buvo paskirstytas stiklu, polimeru, metalu, izoliatoriumi ir klijais. Jiang Lan sakė: "tradicinis įrankis negali nieko padaryti apie vietą, tai yra femtosekundinis lazeris, rodantis savo rankas." Šiuo metu Jiang Lan siūlo elektroninio dinaminio valdymo pjovimo procesą ir didelius lazerinius tyrimus ir femtosekundinės lazerinės gamybos įrangos plėtrą, kuri sudaro 60% pasaulinės rinkos.
Trimatis sudėtingas sunkiai apdorojamų medžiagų mikrostruktūrų apdorojimas yra pasaulinio lygio problema pažangiausios gamybos srityje. Jiang Lan išrado elektroninę dinaminio reguliavimo valdymo angą, pjovimo, niveliavimo, graviravimo ir kitas naujas technologijas, paskatino savo komandą sukurti daugybę pagrindinių rodiklių, daug geresnių nei tarptautinis naujos įrangos lygis, 37 nacionaliniams dideliems mokslo ir technologiniams projektams ir pagrindinės nacionalinės įrangos kertiniam akmeniui padėti.
Jiang Lan sakė: „Stipri gamybos pramonė yra stiprios šalies kūrimo kertinis akmuo, o stipri gamybos pramonė dažnai lenkia stiprios šalies statusą 20 metų“.
„12-ojo penkerių metų plano“ laikotarpiu didelės energijos spindulių gamyba tapo pagrindine Kinijos nacionalinio gamtos mokslų fondo (NSFC) paramos kryptimi, o Jiang Lan buvo atsakingas už didelės energijos sritį. sijų ir specialių energijos laukų gamyba, taip pat vadovavo NSFC didelės energijos spindulių ir specialių energijos laukų srities planavimo serijai, kuri buvo sukurta nuo „12-ojo penkerių metų plano“. Planavimas.
„13-ojo penkerių metų plano“ ir „14-ojo penkmečio plano“ laikotarpiu p. Jiang Lan vadovavo ekspertų grupei, kuri rengė pagrindinio specialaus projekto „Priedų gamyba ir lazerių gamyba“ įgyvendinimo planą. Nacionalinės pagrindinių tyrimų ir plėtros programos (NKRDP), taip pat ekspertų grupės ir bendrosios ekspertų grupės vadovui rengti vadovas. Jiang Lan vadovavo ekspertų grupei, kuri rengė Nacionalinės pagrindinių mokslinių tyrimų ir plėtros programos „Priedų gamyba ir lazerinė gamyba“ įgyvendinimo planą, gaires ir bendrą ekspertų grupę. Jis daug laiko investavo į pirmąjį nacionalinį pažangios gamybos projektą. Šiuo metu specialiajame projekte buvo įdiegta 112 susijusių MTTP projektų, kurie stipriai skatino Kinijos priedų gamybą ir lazerių gamybą tarp pirmųjų tarptautinės bendruomenės ešelonų.
Dvejus metus institute dirbantis Zhang Xueqiang vis dar prisimena, kaip klausėsi Jiang Lan paskaitos Kalifornijos universitete Berklyje. „Jis kalbėjo apie femtosekundinio lazerio gamybos technologinę pažangą, taip pat apie galimas femtosekundinio lazerio gamybos taikymo perspektyvas. Xueqiang Zhang sakė: „Po paskaitos, kai apsikeitėme idėjomis, jis manęs paklausė, ar nenorėčiau kartu atlikti tikrų mokslinių tyrimų“, ir tas vienas sakinys mane sugrąžino.
Jiang Lan techninės komandos studentai žino, kad J. Jiang yra prieš „vandens gaminių“ publikavimą. Doktorantė Lian Yiling paaiškino: „Kitų žmonių atlikti eksperimentai vėl atkuriami, o tada pakoreguojami parametrai; arba kitų žmonių eksperimentai, pakeičiantys tam tikros rūšies medžiagą ir tai darome dar kartą, yra „vandens gaminiai“.
Kas yra tikrasis mokslinis tyrimas? Jiang Lan sakė: „Arba padarykite proveržį akademinėje sienoje, kad pasiektumėte dangaus viršūnę, išplėsdami žmogaus pažinimo lauką; arba svarbiausiuose nacionaliniuose poreikiuose ir pagrindiniame nacionalinės ekonomikos mūšio lauke, kad įgyvendintumėte paraišką eiti į žemėje, kad būtų įveiktos pagrindinės techninės problemos“.
Griežti reikalavimai išvedė sunkų mokslinių tyrimų ešeloną. Jiang Lan yra apmokęs 33 doktorantus ir doktorantūros stažuotojus, iš kurių 40 % dėsto „dvigubo pirmos klasės“ universitetuose ir 57 % dirba pagrindiniuose nacionaliniuose su pramone susijusiuose tyrimų institutuose. Jo vadovaujami doktorantai šešis kartus laimėjo Kinijos mechanikos inžinerijos draugijos „Shangyin Excellent Mechanical Doctoral Award“ apdovanojimą, įskaitant sidabro, bronzos, puikaus ir geriausio darbo apdovanojimus bei nacionalinio konkurso „Iššūkio taurė“ didįjį prizą. ir kt., o du iš jų patvirtinti Europos Sąjungos „Marijos Kiuri“ ir „Marijos Kiuri“ tyrėjais. Du iš jų buvo pripažinti Europos Sąjungos „Marie Curie“ mokslininkais. Iki šiol Jiang Lan išugdė 9 nacionalinius aukšto lygio talentus.
Pekino Femtosekundinių lazerių mikro-nano gamybos institute vis dar yra laimėjimų femtosekundinio lazerio taikymo srityje. Prof. Li Xiaowei dirba su daugeliu pagrindinių femtosekundinių lazerių gamybos pritaikymų. Prof. Jie Hu daugiausia dėmesio skiria medicinos ir pramonės sintezei, o femtosekundinių lazerių technologija gali suteikti antibakterinių, antikoaguliantų ir vaistus pernešančių medicinos prietaisų kaulų navikų gydymui. Prof. Li Xin daugiausia dėmesio skiria kompozicinio apdorojimo taikymui kosminėje erdvėje.
Jiang Lan nuomone, femtosekundinių lazerių nepažeidžiamumas taip pat turėtų būti būdingas komandai, kuri siekia tikrų mokslinių tyrimų. „Siekiant į mokslo ir technologijų paribius ir tarnaujant šalies poreikiams, tai yra mūsų mokslo tyrėjų kartos misija, o kartu ir mūsų veiklos proveržių paslaptis“. Jiang Lan sakė.
