Amb la mateixa potència, com més curta sigui la durada del pols làser, més gran serà la potència instantània. Quan la durada del pols làser és tan curta com el bilió d'un segon nivell, la potència màxima instantània pot superar un bilió de watts, més de centenars de vegades la potència instal·lada combinada de totes les centrals elèctriques del món. Aquest és el làser femtosegon.
Mitjançant l'ajust de la naturalesa del pols làser de femtosegon en els dominis de temps, espai i freqüència, el làser de femtosegon es convertirà en una forma, naturalesa de l'eina flexible ajustable i indestructible, a escala nanomètrica, per completar un tall d'alta precisió, punxonat. , anivellament i així successivament, i fins i tot poder adonar-se del nivell electrònic de la regulació de la ...... Fa més de 20 anys, Jiang Lan va veure el làser de femtosegons L'aplicació de làsers de femtosegons té un gran potencial.
Ara, a l'Escola d'Enginyeria Mecànica i de Vehicles de l'Institut Tecnològic de Pequín, Jiang Lan i el seu equip són els primers a predir la forma del processament làser de femtosegons a l'àmbit internacional, els primers a presentar un nou principi de dinàmica electrònica làser de femtosegons. control de fabricació, el primer a adonar-se del nivell electrònic de control actiu de fabricació làser, el primer a desenvolupar el primer conjunt de sistemes d'observació contínua ultraràpid quasi tridimensional a través de les escales, el primer a aconseguir l'observació del nivell electrònic de La fabricació làser, la primera a aconseguir les principals aplicacions d'enginyeria de la fabricació de làser de femtosegon, i la primera a realitzar la fabricació de làser de femtosegon, la primera a realitzar les principals aplicacions d'enginyeria de la fabricació de làser de femtosegon, i la primera a realitzar aplicacions industrials a gran escala de femtosegon. fabricació làser.
Jiang Lan (tercer des de l'esquerra) guia els estudiants per dur a terme experiments sobre el processament de modulació dinàmica d'electrons làser de femtosegons.
Des del naixement del primer làser robí de la humanitat l'any 1960, els científics han continuat impulsant el rendiment dels làsers perquè sigui més ràpid i fort. A la dècada de 1980, els investigadors van trobar que quan la durada del pols làser és tan curta com una bilió de segon nivell, la intensitat de més d'un bilió de watts a l'interval ultraràpid i ultraintens, el model teòric clàssic no ha estat capaç de expliquen aquest mecanisme d'interacció amb la matèria i el camp electromagnètic ultra ràpid i ultra intens, que s'ha convertit en un coll d'ampolla que restringeix el desenvolupament del làser femtosegon. A principis d'aquest segle, Jiang Lan va entrar en el camp de la investigació de la fabricació de làser de femtosegons.
Llicenciat, Jiang Lan té un gran interès en la física, "la 'relativitat', la 'mecànica quàntica' són llavors la direcció de la meva investigació, representada per la fabricació de raigs làser d'alta energia és essencialment la interacció de l'energia i la matèria, és la direcció que sóc m'interessa molt! La fabricació de feix d'alta energia representada pels làsers és essencialment la interacció entre energia i matèria, que és la direcció que m'interessa molt".
Sense equip, sense projecte, centrant-se només en una branca de recerca de l'àmbit disciplinari de tercer nivell, recordant la situació de fa més de 20 anys quan estava sol a l'oficina, la boca de Jiang Lan es va enrogir amb un rastre de felicitat, que recordava del somriure. "Va ser un moment meravellós per submergir-se en la investigació sol sense ser molestat".
Sis anys més tard, Jiang Lan va fer un gran avenç en l'estudi teòric de la fabricació de làser de femtosegons. Va proposar un model de temperatura dual millorat, que va ampliar l'àmbit d'aplicació de l'equació clàssica de temperatura dual des de la regió de baixa temperatura d'electrons a un rang arbitrari de temperatura d'electrons, millorant la precisió de la predicció del llindar per al processament làser de femtosegons. Va establir per primera vegada un model quàntic de plasma per predir la forma del processament làser de femtosegons i va predir amb èxit una sèrie d'efectes anòmals importants, que van rebre una àmplia validació experimental internacional i avaluacions positives, inclosos els guanyadors del Premi Nobel.
El 2006, Jiang Lan va establir el primer equip de recerca científica nacional de fabricació de làser de femtosegons i la seva aplicació a Beijing.
En aquell moment, el que es va situar davant l'equip era un altre obstacle. Els "defectes inherents" del processament làser de femtosegons, com ara una baixa eficiència, una precisió pitjor que el límit de difracció i una relació de profunditat-diàmetre baixa, són els motius pels quals el processament làser de femtoseguons no s'ha aplicat a la pràctica durant més de 20 anys.
Jiang Lan va aplicar el model que va establir per revelar que per resoldre els problemes anteriors, el nucli és "si és possible regular la dinàmica d'electrons transitoris locals". Segons la seva predicció del model teòric, Jiang Lan va proposar que la conformació de l'espai-temps làser femtosegon es pot realitzar mitjançant la fabricació làser de la dinàmica electrònica transitòria local del control actiu, i després controlar els resultats del processament de la ruta tècnica. Aquesta ruta tècnica amplia significativament les capacitats límit de la fabricació làser. Sota el suport d'aquest model teòric, l'equip de Jiang Lan va millorar l'eficiència del processament làser de femtosegons en 56 vegades, la precisió de processament repetible d'1/14 de la longitud d'ona i el límit de la relació profunditat-diàmetre de 20:1 a més de 5000:1.
Més tard, Jiang Lan va proposar i va dirigir el seu equip per desenvolupar un sistema d'observació contínua quasi-3D a escala creuada. "En 15 ordres de magnitud de temps, la velocitat màxima de fotogrames de bilions de fotogrames per segon del sistema d'observació per verificar la modulació de la dinàmica d'electrons làser femtosegons fabricant nous principis". Jiang Lan va dir.
A l'exposició nacional d'innovació científica i tecnològica "13è quinquennal", es van seleccionar els resultats de fabricació de control dinàmic d'electrons làser de femtosegons de l'equip de Jiang Lan. 11 acadèmics formats pel comitè d'avaluació van comentar que: "el primer a aconseguir la fabricació làser del nivell electrònic de control actiu i processament làser femtosegon d'industrialització i aplicació d'enginyeria principal ...... en general va assolir el nivell líder internacional."
Un profe entrant a la sala d'investigació de fabricació de micro-nano làser de femtosegons, és difícil connectar l'equip experimental a gran escala que hi ha davant vostre, així com els centenars de lents òptiques alineades al banc de treball amb la vida real. Però els investigadors que han trencat la investigació científica bàsica han vist les perspectives d'aplicació extremadament àmplies.
El tall en forma de pantalla de telèfon mòbil és una tecnologia clau per a la fabricació de telèfons mòbils. "L'estructura de la pantalla d'un telèfon mòbil és com un pastís multicapa, en diferents capes es van distribuir amb vidre, polímer, metall, aïllant i cola". Jiang Lan va dir: "l'eina tradicional no pot fer res sobre el lloc, és el làser femtosegon mostrar les seves mans." En l'actualitat, l'aplicació de Jiang Lan proposa un procés de tall de control dinàmic electrònic i la gran investigació i desenvolupament làser d'equips de fabricació làser de femtosegons a la quota de mercat global del 60%.
El processament tridimensional de microestructura complexa de materials difícils de processar és un problema de classe mundial en el camp de la fabricació d'avantguarda. Jiang Lan va inventar el forat de control d'ajust dinàmic electrònic, tall, anivellació, gravat i altres noves tecnologies, va portar el seu equip a desenvolupar una sèrie d'indicadors principals significativament millor que el nivell internacional de nous equips, per als 37 grans projectes científics i tecnològics nacionals i equips nacionals importants per posar la pedra angular.
Jiang Lan va dir: "Una indústria manufacturera sòlida és la pedra angular de la construcció d'un país fort, i una indústria manufacturera sòlida sovint està per davant de l'establiment de l'estatus d'un país fort durant 20 anys".
Durant el període del "12è pla quinquennal", la fabricació de feixos d'alta energia s'ha convertit en una direcció de suport clau de la Fundació Nacional de Ciències Naturals de la Xina (NSFC), i Jiang Lan va exercir com a responsable del camp de l'alta energia. fabricació de bigues i camps d'energia especials, i va dirigir la redacció d'una sèrie de planificació per al camp de bigues d'alta energia i camps d'energia especials a la NSFC des del "12è Pla Quinquennal". Planificació.
Durant el període "13è Pla quinquennal" i "14è Pla quinquennal", el Sr. Jiang Lan va exercir com a cap del grup d'experts per a la preparació del pla d'implementació del projecte especial clau "Fabricació additiva i fabricació làser". del Programa Nacional de Recerca i Desenvolupament Clau (NKRDP), així com el cap del grup d'experts i el grup d'experts general per a l'elaboració de la guia. Jiang Lan va exercir com a cap del grup d'experts per a la preparació del pla d'implementació, les directrius i el grup d'experts general del Programa Nacional de R+D clau "Fabricació additiva i fabricació làser". Va invertir molt de temps en el primer projecte clau nacional de fabricació avançada. En l'actualitat, el projecte especial ha desplegat 112 projectes d'R + D relacionats, que han promogut fortament la fabricació additiva i la fabricació làser de la Xina entre els primers nivells de la comunitat internacional.
Zhang Xueqiang, que fa dos anys que treballa a l'institut, encara recorda haver escoltat la conferència de Jiang Lan a la Universitat de Califòrnia, Berkeley. "Va parlar del progrés tecnològic de la fabricació de làser de femtosegons, i també de les possibilitats d'aplicació potencial de la fabricació de làser de femtosegons". Xueqiang Zhang va dir: "Després de la conferència, quan vam intercanviar idees, em va preguntar" si m'agradaria fer una investigació científica real junts ", i aquella frase em va tornar a cridar".
Els estudiants de l'equip tècnic de Jiang Lan saben que el Sr. Jiang està en contra de publicar "articles sobre l'aigua". Lian Yiling, estudiant de doctorat, va explicar: "Els experiments fets per altres persones, tornen a reproduir-se i després ajusten els paràmetres; o els experiments d'altres persones, canvien una mena de material i tornen a fer-ho, són 'articles d'aigua'".
Quina és la recerca científica real? Jiang Lan va dir: "O fer avenços a la frontera acadèmica per anar al cim del cel, ampliant el camp de la cognició humana; o en les principals necessitats nacionals i el camp de batalla principal de l'economia nacional per realitzar l'aplicació per anar a la terreny, per superar els problemes tècnics clau".
Els requisits estrictes han donat lloc a un dur nivell de recerca científica. Jiang Lan ha format 33 doctors i becaris postdoctorals, el 40% dels quals imparteixen classes en universitats de "doble primera classe" i el 57% dels quals treballen en instituts nacionals de recerca clau relacionats amb la indústria. Els estudiants de doctorat sota la seva supervisió han guanyat el "Shangyin Excellent Mechanical Disssertation Doctoral Award" de la Societat Xinesa d'Enginyeria Mecànica per sis vegades, inclosos els premis de plata, bronze, excel·lent i millor treball, i el gran premi de la competició nacional "Challenge Cup" , etc., i dos d'ells han estat aprovats com a investigadors "Marie Curie" i "Marie Curie" de la Unió Europea. Dos d'ells han estat reconeguts com a estudiosos "Marie Curie" de la Unió Europea. Fins ara, Jiang Lan ha entrenat 9 talents nacionals d'alt nivell.
A l'Institut de fabricació de micro-nano làser femtosegons de Beijing, encara hi ha avenços en el camp d'aplicació del làser femtosegon. El professor Li Xiaowei està treballant en una sèrie d'aplicacions principals de la fabricació de làser de femtosegons. El professor Jie Hu s'està centrant en la fusió mèdic-industrial, i la tecnologia làser de femtosegons pot proporcionar dispositius mèdics antibacterians, anticoagulants i que transporten fàrmacs per al tractament del tumor ossi. El professor Li Xin s'està centrant en l'aplicació del processament de compostos a l'aeroespacial.
Segons Jiang Lan, la invulnerabilitat dels làsers de femtosegon també hauria de ser una característica d'un equip que aspira a una investigació científica real. "Apuntar a les fronteres de la ciència i la tecnologia i atendre les necessitats del país, aquesta és la missió dels temps per a la nostra generació d'investigadors científics, i també el secret dels avenços que seguim fent en el nostre treball". Jiang Lan va dir.
