Bij hetzelfde vermogen geldt: hoe korter de duur van de laserpuls, hoe hoger het momentane vermogen. Wanneer de duur van de laserpuls zo kort is als een biljoenste van een tweede niveau, kan het momentane piekvermogen een biljoen watt overschrijden, meer dan honderden keren het gecombineerde geïnstalleerde vermogen van alle energiecentrales ter wereld. Dit is de femtosecondelaser.
Door de aard van de femtoseconde-laserpuls in de tijd-, ruimte- en frequentiedomeinen aan te passen, zal de femtoseconde-laser een vorm worden, de aard van het verstelbare, onverwoestbare flexibele gereedschap, op micron, nanoschaal om uiterst nauwkeurig snijden, ponsen te voltooien , nivelleren enzovoort, en zelfs in staat zijn om het elektronische niveau van de regeling van de ...... meer dan 20 jaar geleden te realiseren, zag Jiang Lan de femtoseconde laser. De toepassing van femtoseconde lasers heeft een groot potentieel.
Nu zijn Jiang Lan en zijn team aan de School of Mechanical and Vehicle Engineering van het Beijing Institute of Technology de eersten die de vorm van femtoseconde-laserverwerking in de internationale arena voorspellen, de eersten die een nieuw principe van femtoseconde-laser elektronische dynamiek naar voren hebben gebracht. controleproductie, de eerste die het elektronische niveau van laserproductie actieve controle realiseert, de eerste die de eerste set van quasi-driedimensionale ultrasnelle continue observatiesystemen over de schalen ontwikkelt, de eerste die de observatie van het elektronische niveau van bereikt laserproductie, de eerste die belangrijke technische toepassingen van femtoseconde-laserproductie heeft gerealiseerd, en de eerste die de femtoseconde-laserproductie heeft gerealiseerd, de eerste die belangrijke technische toepassingen van femtoseconde-laserproductie heeft gerealiseerd, en de eerste die grootschalige industriële toepassingen van femtoseconde-laser heeft gerealiseerd laser productie.
Jiang Lan (derde van links) begeleidt studenten bij het uitvoeren van experimenten met femtoseconde laser-elektronendynamische modulatieverwerking.
Sinds de geboorte van de eerste robijnrode laser van de mensheid in 1960 zijn wetenschappers blijven streven naar snellere en sterkere prestaties van lasers. In de jaren tachtig ontdekten onderzoekers dat wanneer de laserpulsduur zo kort is als een biljoenste van een seconde, de intensiteit van meer dan een biljoen watt in het ultrasnelle, ultra-intensieve interval, het klassieke theoretische model er niet in is geslaagd om verklaar dit ultrasnelle en ultra-intensieve elektromagnetische veld- en materie-interactiemechanisme, dat een knelpunt is geworden dat de ontwikkeling van femtoseconde-laser beperkt. Aan het begin van deze eeuw begaf Jiang Lan zich op het gebied van onderzoek naar femtoseconde-laserproductie.
Undergraduate, Jiang Lan heeft een sterke interesse in natuurkunde, "'relativiteit', 'kwantummechanica' zijn dan de richting van mijn onderzoek, vertegenwoordigd door de productie van laserbundels met hoge energie is in wezen de interactie van energie en materie, is de richting waarin ik ben Ik ben er erg in geïnteresseerd! De productie van bundels met hoge energie, vertegenwoordigd door lasers, is in essentie de interactie tussen energie en materie, en dat is de richting waarin ik erg geïnteresseerd ben.'
Zonder team, zonder project, zich alleen concentrerend op een onderzoekstak van het disciplinaire veld van het derde niveau, herinnerend aan de situatie van meer dan twintig jaar geleden toen hij alleen op het bureau zat, werd de mond van Jiang Lan rood van een spoor van geluk, dat deed denken aan van de glimlach. "Het was een prachtige tijd om alleen en ongestoord in het onderzoek te duiken."
Zes jaar later brak Jiang Lan door in de theoretische studie van de fabricage van femtoseconde-lasers. Hij stelde een verbeterd model met dubbele temperatuur voor, dat het toepassingsgebied van de klassieke vergelijking met dubbele temperatuur uitbreidde van het lage-temperatuurgebied van het elektron naar een willekeurig elektrontemperatuurbereik, waardoor de nauwkeurigheid van de drempelvoorspelling voor femtoseconde-laserverwerking werd verbeterd. Hij zette voor het eerst een plasmakwantummodel op om de vorm van femtoseconde-laserverwerking te voorspellen, en voorspelde met succes een reeks belangrijke afwijkende effecten, die uitgebreide internationale experimentele validatie en positieve evaluaties kregen, waaronder Nobelprijswinnaars.
In 2006 richtte Jiang Lan het eerste binnenlandse wetenschappelijke onderzoeksteam op voor de productie van femtoseconde lasers en de toepassing ervan in Peking.
Op dat moment was wat er voor het team stond een ander obstakel. De "inherente defecten" van femtoseconde-laserverwerking, zoals lage efficiëntie, nauwkeurigheid slechter dan de diffractielimiet en lage diepte-diameterverhouding, zijn de redenen waarom femtoseconde-laserverwerking al meer dan 20 jaar niet in de praktijk wordt toegepast.
Jiang Lan paste het model toe dat hij had opgesteld om te onthullen dat om de bovenstaande problemen op te lossen de kern is "of het mogelijk is om de lokale transiënte elektronendynamica te reguleren". Volgens zijn theoretische modelvoorspelling stelde Jiang Lan voor dat de femtoseconde laserruimte-tijd-vormgeving kan worden gerealiseerd door de laserproductie van lokale voorbijgaande elektronische dynamica van de actieve controle, en vervolgens de verwerkingsresultaten van de technische route te controleren. Deze technische route breidt de limietmogelijkheden van laserfabricage aanzienlijk uit. Ondersteund door dit theoretische model verbeterde het team van Jiang Lan de efficiëntie van femtoseconde-laserverwerking met 56 keer, de herhaalbare verwerkingsnauwkeurigheid van 1/14 van de golflengte en de limiet van de diepte-diameterverhouding van 20:1 naar meer dan 1/14 van de golflengte. 5000:1.
Later stelde Jiang Lan zijn team voor om een quasi{1}}D ultrasnel continu observatiesysteem op meerdere schaalniveaus te ontwikkelen. "Over 15 tijdsordes van grootte kan de piekframesnelheid van biljoenen frames per seconde van het observatiesysteem de femtoseconde laser-elektronendynamiekmodulatie verifiëren, waardoor nieuwe principes ontstaan." zei Jiang Lan.
In de nationale "13e vijfjarige" wetenschappelijke en technologische innovatietentoonstelling werden de productieresultaten van de femtoseconde laser-elektronendynamische controle van het Jiang Lan-team geselecteerd. 11 academici, samengesteld uit de beoordelingscommissie, merkten op dat: "de eersten die de laserproductie van het elektronische niveau van actieve controle en femtoseconde laserverwerking van industrialisatie en grote technische toepassingen bereikten ... over het algemeen het internationale leidende niveau bereikten."
Als leek die de femtoseconde lasermicro-nano-productieonderzoekskamer binnenloopt, is het moeilijk om de grootschalige experimentele apparatuur voor je, evenals de honderden optische lenzen die op de werkbank staan opgesteld, met het echte leven te verbinden. Maar de onderzoekers die het fundamenteel wetenschappelijk onderzoek hebben doorbroken, hebben de extreem brede toepassingsperspectieven gezien.
Schermvormig snijden van mobiele telefoons is een sleuteltechnologie voor de productie van mobiele telefoons. "De structuur van het scherm van een mobiele telefoon is als een meerlaagse cake, in verschillende lagen verdeeld met glas, polymeer, metaal, isolator en lijm." Jiang Lan zei: "Het traditionele instrument kan niets aan de plaats doen, het is de femtoseconde laser die hun handen laat zien." Op dit moment heeft de toepassing van Jiang Lan een elektronisch dynamisch controle-snijproces voorgesteld, en het grote laseronderzoek en de ontwikkeling van femtoseconde-laserproductieapparatuur met een mondiaal marktaandeel van 60%.
Driedimensionale complexe microstructuurverwerking van moeilijk te verwerken materialen is een probleem van wereldklasse op het gebied van geavanceerde productie. Jiang Lan vond het controlegat voor elektronische dynamische aanpassing uit, snijden, nivelleren, graveren en andere nieuwe technologieën, en leidde zijn team ertoe een reeks belangrijke indicatoren te ontwikkelen die aanzienlijk beter waren dan het internationale niveau van nieuwe apparatuur, voor de 37 nationale grote wetenschappelijke en technologische projecten en grote nationale apparatuur om de hoeksteen te leggen.
Jiang Lan zei: "Een sterke maakindustrie is de hoeksteen van de opbouw van een sterk land, en een sterke maakindustrie loopt vaak vooruit op het vestigen van de status van een sterk land gedurende twintig jaar."
Tijdens de periode van het "12e Vijfjarenplan" is de productie van hoogenergetische balken een belangrijke ondersteunende richting geworden van de National Natural Science Foundation of China (NSFC), en Jiang Lan fungeerde als de persoon die verantwoordelijk was voor het gebied van hoogenergetische straling. balken en speciale energievelden, en leidde het schrijven van een reeks plannen voor het gebied van hoogenergetische balken en speciale energievelden in de NSFC sinds het "12e vijfjarenplan". Planning.
Tijdens de periode "13e Vijfjarenplan" en "14e Vijfjarenplan" diende de heer Jiang Lan als hoofd van de deskundigengroep voor de voorbereiding van het implementatieplan van het belangrijke speciale project "Additive Manufacturing en Laser Manufacturing". van het Nationaal Sleutelprogramma voor Onderzoek en Ontwikkeling (NKRDP), evenals het hoofd van de expertgroep en de algemene expertgroep voor het opstellen van de handleiding. Jiang Lan was hoofd van de expertgroep voor het opstellen van het implementatieplan, de richtlijnen en de algemene expertgroep van het National Key R&D-programma "Additive Manufacturing and Laser Manufacturing". Hij investeerde veel tijd in het eerste nationale sleutelproject op het gebied van geavanceerde productie. Momenteel heeft het speciale project 112 gerelateerde R&D-projecten ingezet, waardoor China's additieve productie en laserproductie sterk zijn gepromoot in het eerste echelon van de internationale gemeenschap.
Zhang Xueqiang, die al twee jaar bij het instituut werkt, herinnert zich nog dat hij naar de lezing van Jiang Lan aan de University of California, Berkeley luisterde. "Hij sprak over de technologische vooruitgang van de productie van femtoseconde-lasers, en ook over de potentiële toepassingsmogelijkheden van de productie van femtoseconde-lasers." Xueqiang Zhang zei: "Toen we na de lezing ideeën uitwisselden, vroeg hij me 'of ik samen echt wetenschappelijk onderzoek wilde doen', en die ene zin riep me terug."
Studenten van het technische team van Jiang Lan weten dat de heer Jiang tegen het publiceren van "waterartikelen" is. Lian Yiling, een promovendus, legde uit: "De experimenten die door andere mensen worden gedaan, komen terug om te reproduceren en vervolgens de parameters aan te passen; of de experimenten van andere mensen, een soort materiaal veranderen en het opnieuw doen, zijn 'waterartikelen'."
Wat is het echte wetenschappelijke onderzoek? Jiang Lan zei: ‘Ofwel doorbraken maken op academisch gebied om naar de top van de hemel te gaan en het veld van de menselijke cognitie uit te breiden; ofwel op het gebied van de grote nationale behoeften en het belangrijkste slagveld van de nationale economie om de toepassing te realiseren om naar de top te gaan. grond, om de belangrijkste technische problemen te overwinnen."
Strenge eisen hebben een robuust wetenschappelijk onderzoekechelon naar voren gebracht. Jiang Lan heeft 33 PhD's en postdoctorale fellows opgeleid, van wie 40% lesgeeft aan "dubbele eersteklas" universiteiten en 57% van hen werkt in belangrijke nationale onderzoeksinstituten die verband houden met de industrie. De promovendi onder zijn supervisie hebben zes keer de "Shangyin Excellent Mechanical Doctoral Dissertation Award" van de Chinese Mechanical Engineering Society gewonnen, waaronder zilveren, bronzen, uitmuntende en beste werkprijzen, en de hoofdprijs van de nationale wedstrijd "Challenge Cup". , enz., en twee van hen zijn goedgekeurd als de ‘Marie Curie’- en ‘Marie Curie’-onderzoekers van de Europese Unie. Twee van hen zijn erkend als ‘Marie Curie’-geleerden van de Europese Unie. Tot nu toe heeft Jiang Lan 9 nationale talenten van hoog niveau opgeleid.
Bij het Institute of Femtosecond Laser Micro-Nano Manufacturing in Beijing zijn er nog steeds doorbraken op het gebied van de toepassing van femtoseconde laser. Prof. Li Xiaowei werkt aan een reeks belangrijke toepassingen van femtoseconde-laserproductie. Prof. Jie Hu richt zich op medisch-industriële fusie, en femtoseconde-lasertechnologie kan antibacteriële, anticoagulantia en medicijndragende medische hulpmiddelen opleveren voor de behandeling van bottumoren. Prof. Li Xin richt zich op de toepassing van composietverwerking in de lucht- en ruimtevaart.
Volgens Jiang Lan zou de onkwetsbaarheid van femtoseconde-lasers ook een kenmerk moeten zijn van een team dat echt wetenschappelijk onderzoek ambieert. "Gericht op de grenzen van wetenschap en technologie en tegemoetkomend aan de behoeften van het land, is dit de missie van deze tijd voor onze generatie wetenschappelijke onderzoekers, en ook het geheim van de doorbraken die we blijven maken in ons werk." zei Jiang Lan.
