Jiang Lan, gimęs 1972 m., yra kilęs iš Zigong, Sičuano provincijos. Jis yra vienas iš pirmųjų Pekino technologijos instituto profesorių ir jau seniai užsiima femtosekundinių lazerių gamybos tyrimais ir yra vienas pagrindinių akademinių lyderių lazerių gamybos srityje Kinijoje. Jam suteiktas antrasis Nacionalinės gamtos mokslų apdovanojimas ir He Liang He Li mokslo ir technologijų inovacijų apdovanojimas ir kt. 2023 m. gegužės mėn. jam įteiktas trečiasis nacionalinis inovacijų prizas, o 2023 m. lapkritį išrinktas akademiku. Kinijos mokslų akademijos.
1 femtosekundė yra viena trilijonoji sekundės dalis. Lazerio impulso energija suspaudžiama į kelias femtosekundes ir išleidžiama labai dideliu greičiu, o jo didžiausia galia gali būti padidinta milijonus milijardų kartų, o tai teoriškai gali apdoroti bet kokią kietą medžiagą. Femtosekundinis lazeris, šis nesugriaunamas „ypač stiprus ir itin greitas šviesos peilis“, turi plačias taikymo perspektyvas.
Daugiau nei 20 metų daugiausia dėmesio skirdama femtosekundinių lazerių gamybos tyrimams, Jiang Lan komanda padarė daugybę didelių proveržių, jis ėmėsi iniciatyvos parašyti keletą svarbių planų lazerių gamybos kryptimi, siekdamas reklamuoti pirmąjį Kinijos ešeloną tarptautinėje srityje. .
Pirmoji femtosekundinio lazerio apdorojimo formos prognozė
Kaip bus panaudotas femtosekundinis lazeris su tokiu trumpu laiku ir daug energijos? Nors teoriniu lygmeniu yra daug privalumų, tačiau ilgą laiką femtosekundinių lazerių gamybos taikymai išlieka konceptualiame lygmenyje.
Kur yra femtosekundinio lazerio gamybos sudėtingumas nuo koncepcijos iki pritaikymo? Jiang Lan pristatė, klasikinė teorija yra sunku numatyti femtosekundės lazerinio apdorojimo formą, apdorojimo mechanizmą taip pat sunku apibūdinti, tai komanda daugiau nei 20 metų truko tyrinėti dilemą, su kuria susiduriama.
„Turi atidaryti femtosekundinį lazerį ir medžiagų sąveikos„juodąją dėžę“, kad būtų galima visiškai suprasti femtosekundinio lazerio apdorojimo mechanizmą. Jiang Lan sakė.
Apdorojant femtosekundiniu lazeriu, vietinės trumpalaikės medžiagos savybės smarkiai pasikeis. Siekdami ištirti šį pokytį, Jiang Lan ir jo komanda sukūrė plazmos kvantinį modelį, kad pirmą kartą prognozuotų femtosekundinio lazerio apdorojimo formą, ir sėkmingai prognozavo. svarbių anomalių efektų serija. Iš pradžių akademinė bendruomenė buvo skeptiška, tačiau kadangi pagrindinės Jiang Lan pasiūlyto modelio prielaidos ir prognozės buvo plačiai patikrintos visame pasaulyje, tyrimų rezultatai pamažu sulaukė pripažinimo.
Patikrinus modelį, vis dar reikia intuityvių stebėjimų, kurie patvirtintų rezultatus, ty „nufilmuotų“ femtosekundinio lazerio gamybos procesą. Dėl tradicinės stebėjimo technologijos turi vieną perspektyvą ir vis dar yra dvimatis vaizdas, negali užfiksuoti daugiamatės informacijos, susijusios su femtosekundinio lazerio apdorojimo procese. Jiang Lan vadovavo komandai sukurti kryžminio masto beveik trijų dimensijų itin greitą nepertraukiamą kamerų sistemą, kuri pirmą kartą įgyvendino panoraminį stebėjimą per 15 laiko skalių femtosekundinės lazerio ir medžiagos sąveikos procese.
Turėdamas daugybę originalių rezultatų, Jiang Lan tapo femtosekundinių lazerių gamybos tyrimų lyderiu. Tiesą sakant, savo postdoktorantūroje Jiang Lan pradėjo atlikti femtosekundinių lazerių gamybos tyrimus. Tuo metu nebuvo femtosekundinės lazerinės įrangos, projektų finansavimo ir laboratorijos, tik pasikliaudamas kompiuteriu Jiang Lan pradėjo sunkų tyrinėjimą.
Gamyba su femtosekundiniu lazeriu apima kelias disciplinas, tokias kaip mechanika, fizika, optika, medžiagos, chemija ir kt. Nepažįstamose srityse Jiang Lan padarė proveržį daugelyje kitų disciplinų, išskyrus mechaniką, savarankiškai studijuodamas arba konsultuodamasis su atitinkamais ekspertais, o tai taip pat padėjo pagrindus sekantis tyrimas.
Femtosekundinių lazerių charakteristikos lemia mažą apdorojimo efektyvumą, mažą gylio ir skersmens santykį, o apdorojimo tikslumas yra blogesnis nei difrakcijos riba. Kita kliūtis, kurią reikia įveikti, yra rasti būdą, kaip reguliuoti femtosekundinių lazerių gamybos procesą.
Remdamasis savo modelio prognozėmis, Jiang Lan sukūrė naują elektroninio dinaminio valdymo gamybos principą ir metodą, taip realizuodamas apdorojimo rezultatų kontrolę.
Jiang Lan vadovavo komandai, kad ji patikrintų čiupinėjant ir galiausiai, remiantis naujuoju elektroninio dinaminio reguliavimo principu, apdorojimo efektyvumas padidintas 56 kartus, gylio ir skersmens santykis padidintas 260 kartų, todėl kartojamas apdorojimo tikslumas iki 1/14 bangos ilgio ir pan.
„Bet kokia pažangesnė apdorojimo technologija, jei ji lieka tik popieriuje, negali pasiekti gero programų kūrimo. Jiang Lan sakė.
Remdamasis naujais elektroninio dinaminio reguliavimo principais ir metodais, Jiang Lan komanda padėjo įveikti daugybę kliūčių gaminant trimatį sudėtingą mikrogamybą iš sunkiai apdirbamų medžiagų vieną po kitos, išrado naujas technologijas, tokias kaip elektroninė. dinamiškas valdymo skylių, pjovimo, niveliavimo ir graviravimo reguliavimas, sukūrė naujų įrenginių seriją ir ėmėsi iniciatyvos įgyvendinant pagrindines inžinerines femtosekundinių lazerių gamybos ir didelio masto pramonines programas.
„Gerai žinomos mobiliojo telefono viso ekrano formos pjovimo ir kitos technologijos taip pat yra viena iš technologijų, kurioms mes orientuojamės. Jiang Lan pristatė elektroninės dinaminės moduliacijos gamybos naujus principus, naujas technologijas, komanda ir įmonė kartu sukūrė femtosekundinį lazerinį elektroninį dinaminės moduliacijos pjovimą / skylių kūrimo naują įrangą, kuri yra bendra tarptautinio pirmaujančio lygio veikla.
Laboratorinės technologijos pritaikytos pramonei, nors technologijos kelias yra aiškus, tačiau vis tiek reikia atsižvelgti į išlaidas, praktiškumą ir kitus apribojimus. Šiuo tikslu Jiang Lan komanda kartu su įmonėmis partnerėmis pakartotinai tikrina procesą ir koreguoja parametrus. „Dažnai mirksta laboratorijoje, kartais tam, kad ištobulintų tam tikrą pasirodymą, prieš ir po ištisus metus įtempto darbo“. Jiang Lan komandos narys Hu Jie, Pekino technologijos instituto profesorius, prisiminė.
Aukštos kokybės kompozicinių medžiagų apdorojimas, naujų medžiagų ir naujų prietaisų paruošimas ir didelio tikslumo gamybos įrangos kūrimas ...... Šiais laikais Jiang Lan komanda, atlikdama kokybišką ir originalų darbą, toliau atveria lazerio gamybos taikymo scenarijai. „Moksliniai tyrimai, turime atlikti tikrai vertingą darbą, atlikti „dangaus viršūnės“ mokslinius tyrimus, neskinti žalių vaisių. Jiang Lan reikalavimai komandos mokytojams ir mokiniams tapo komandos kultūros dalimi.
Prieš daugelį metų lazerių gamyba buvo tik tretinė mechaninės inžinerijos srities šaka, be sistemingos susijusių skyrių paramos. Tyrėjų buvo mažai, mokslinių tyrimų finansavimas mažas, pramoninis mastas buvo mažas, o atotrūkis buvo akivaizdus, palyginti su pasaulio pažangiu lygiu.
Jiang Lan suprato, kad pasivyti, pasikliaujant viena ar dviem komandomis, nepavyks, „kad disciplina taptų didesnė ir stipresnė, turime kartu suvienyti mokslinių tyrimų bendruomenę ir pramonę ir dirbti kartu“.
2008 m. Kinijos nacionalinis gamtos mokslų fondas didelės energijos spindulių ir specialių energijos laukų gamybos sritį išvardijo kaip prioritetinę paramos kryptį, lazerių gamyba yra svarbus jos aspektas, o Jiang Lan kaip už šią sritį atsakingas asmuo. . Vadovaudamas buvusiems mokslininkams, Jiang Lanas per 12 metų parengė dvi Fondo komiteto didelės energijos pluošto ir specialiojo energijos lauko zonos planavimo dalis, o lazerių gamybos srityje pasiekė tam tikrų rezultatų. teorinius rezultatus.
Jiang Lan vadovavo ekspertų grupei, kuri investavo daug laiko ir energijos, kad sutvarkytų trumpąsias pramonės grandinės lentas ir parengtų pramonės plėtros planą, kad būtų skatinamos nacionalinės arba ministerijos mokslo ir technologijų programos lazerių srityje. gamyba. Jis ėmėsi iniciatyvos rašant 12 nacionalinių vidutinės trukmės ir ilgalaikių lazerių gamybos ir kitų krypčių mokslo ir technologijų plėtros planų bei Mokslo ir technologijų ministerijos ir Fondo komisijos penkerių metų ministerijų mokslo ir technologijų planų.
Tarp jų „13-asis penkerių metų planas“ nacionalinės pagrindinės mokslinių tyrimų ir plėtros programos – „priedų gamyba ir lazerinė gamyba“, projekto pagrindimas truko pustrečių metų. „Tuo metu aš ir ekspertų grupės nariai dažnai dirbame ir diskutuojame iki pat ankstyvo ryto. Jiang Lan prisimena.
Daugiau nei 30 teminių diskusijų, mokslinių tyrimų vizitai į daugiau nei 70 įmonių, parašyti milijonus žodžių argumentacinės medžiagos ...... Jiang Lan ir ekspertų grupė eiti viską. Vėliau speciali prieiga prie "14-ojo penkerių metų plano" slenkančios paramos tapo vienintele gamybos sfera "sukurti ilgą lentą" iš pagrindinių nacionalinių specialybių.
Šimtai mokslinių tyrimų institucijų, tūkstančiai įmonių, užsiimančių su lazerių gamyba susijusiais tyrimais, turime skirtingą kompetenciją, interesus, kaip visus suburti? "Jiang Lan visada stovėjo šalyje, pramonės plėtros poziciją parengti planą, ir įgijo visų pripažinimą." Pramonės ekspertas sakė.
„Didžiojo mokslo eroje technologijų plėtra negali pasikliauti vien pastangomis. Jiang Lan teigė, kad lazerių gamybos srityje vis dar reikia išspręsti daugybę problemų, komanda bus pagrįsta „keturiais“, susivienys su pramone, akademine bendruomene ir puolimo pajėgų tyrimais ir stengsis tinkamai prisidėti. į gamybos šalį, švietimą ir mokslą bei technologijas.
