Przy tej samej mocy, im krótszy czas trwania impulsu lasera, tym wyższa moc chwilowa. Gdy czas trwania impulsu lasera jest tak krótki, jak bilionowa część drugiego poziomu, chwilowa moc szczytowa może przekroczyć bilion watów, czyli ponad setki razy więcej niż łączna moc zainstalowana wszystkich elektrowni na świecie. To jest laser femtosekundowy.
Dostosowując charakter impulsu lasera femtosekundowego w dziedzinie czasu, przestrzeni i częstotliwości, laser femtosekundowy stanie się kształtem, naturą regulowanego, niezniszczalnego, elastycznego narzędzia w skali mikronowej, nano, aby wykonać precyzyjne cięcie, wykrawanie , poziomowanie i tak dalej, a nawet być w stanie zrealizować elektroniczny poziom regulacji ...... ponad 20 lat temu Jiang Lan zobaczył laser femtosekundowy. Zastosowanie laserów femtosekundowych ma ogromny potencjał.
Obecnie w Szkole Inżynierii Mechanicznej i Pojazdów Instytutu Technologicznego w Pekinie Jiang Lan i jego zespół jako pierwsi przewidzieli kształt obróbki laserem femtosekundowym na arenie międzynarodowej i jako pierwsi przedstawili nową zasadę dynamiki elektronicznej lasera femtosekundowego kontrola produkcji, pierwsza, która zdała sobie sprawę z elektronicznego poziomu aktywnej kontroli produkcji laserowej, pierwsza, która opracowała pierwszy zestaw quasi-trójwymiarowego, ultraszybkiego systemu ciągłej obserwacji w różnych skalach, pierwsza, która osiągnęła obserwację elektronicznego poziomu produkcja laserów, pierwsza, która osiągnęła główne zastosowania inżynieryjne w zakresie produkcji lasera femtosekundowego i pierwsza, która zrealizowała produkcję lasera femtosekundowego, pierwsza, która zrealizowała główne zastosowania inżynieryjne produkcji lasera femtosekundowego i pierwsza, która zrealizowała przemysłowe zastosowania femtosekundowe na dużą skalę produkcja laserowa.
Jiang Lan (trzeci od lewej) prowadzi uczniów do przeprowadzania eksperymentów z przetwarzaniem dynamicznej modulacji elektronów za pomocą lasera femtosekundowego.
Od czasu narodzin pierwszego w historii ludzkości lasera rubinowego w 1960 r. naukowcy nieustannie dążą do zwiększenia wydajności laserów i zwiększenia ich wydajności. W latach 80. XX wieku badacze odkryli, że gdy czas trwania impulsu laserowego jest tak krótki, jak jedna bilionowa drugiego poziomu, a intensywność przekracza bilion watów w ultraszybkim, ultraintensywnym przedziale, klasyczny model teoretyczny nie był w stanie wyjaśnić ten ultraszybki i ultraintensywny mechanizm interakcji pola elektromagnetycznego z materią, który stał się wąskim gardłem ograniczającym rozwój lasera femtosekundowego. Na początku tego stulecia Jiang Lan wkroczył w dziedzinę badań nad produkcją laserów femtosekundowych.
Jako student studiów licencjackich Jiang Lan bardzo interesuje się fizyką. „Teoria względności” i „mechanika kwantowa” to kierunek moich badań, reprezentowany przez wytwarzanie laserowych wiązek wysokoenergetycznych, zasadniczo polegających na interakcji energii i materii, to jest kierunek, w którym podążam bardzo mnie interesuje! Produkcja wiązek wysokoenergetycznych reprezentowana przez lasery polega zasadniczo na interakcji między energią i materią, a to jest kierunek, który bardzo mnie interesuje”.
Bez zespołu, bez projektu, skupiając się jedynie na gałęzi badawczej dyscypliny trzeciego stopnia, wspominając sytuację ponad 20 lat temu, kiedy był sam w biurze, na ustach Jiang Lan zarumieniła się nuta szczęścia, przypominająca uśmiechu. „To był wspaniały czas, aby samotnie zająć się badaniami, bez przeszkadzania”.
Sześć lat później Jiang Lan dokonał przełomu w teoretycznych badaniach nad wytwarzaniem lasera femtosekundowego. Zaproponował ulepszony model podwójnej temperatury, który rozszerzył zakres zastosowania klasycznego równania podwójnej temperatury z obszaru niskiej temperatury elektronów do dowolnego zakresu temperatur elektronów, poprawiając dokładność przewidywania progów dla przetwarzania laserem femtosekundowym. Po raz pierwszy stworzył plazmowy model kwantowy, aby przewidzieć kształt obróbki laserem femtosekundowym i z powodzeniem przewidział szereg ważnych efektów anomalnych, które otrzymały szeroko zakrojoną międzynarodową walidację eksperymentalną i pozytywne oceny, w tym zdobywcy Nagrody Nobla.
W 2006 roku Jiang Lan założył w Pekinie pierwszy krajowy zespół badań naukowych zajmujący się produkcją laserów femtosekundowych i ich zastosowaniem.
W tym czasie przed zespołem stanęła kolejna przeszkoda. „Wady wrodzone” obróbki laserem femtosekundowym, takie jak niska wydajność, dokładność gorsza od granicy dyfrakcyjnej oraz niski stosunek głębokości do średnicy, powodują, że obróbka laserem femtosekundowym nie jest stosowana w praktyce od ponad 20 lat.
Jiang Lan zastosował ustalony przez siebie model, aby wykazać, że aby rozwiązać powyższe problemy, kluczem jest „czy możliwa jest regulacja lokalnej dynamiki elektronów przejściowych”. Zgodnie z przewidywaniami swojego teoretycznego modelu Jiang Lan zaproponował, że kształtowanie czasoprzestrzeni za pomocą lasera femtosekundowego można zrealizować poprzez laserowe wytwarzanie lokalnej przejściowej dynamiki elektronicznej aktywnego sterowania, a następnie kontrolowanie wyników przetwarzania ścieżki technicznej. Ta trasa techniczna znacznie rozszerza możliwości graniczne produkcji laserowej. W oparciu o ten teoretyczny model zespół Jiang Lan'a poprawił 56-krotnie wydajność obróbki laserem femtosekundowym, powtarzalną dokładność przetwarzania wynoszącą 1/14 długości fali oraz granicę stosunku głębokości do średnicy z 20:1 do ponad 5000:1.
Później Jiang Lan zaproponował i poprowadził swój zespół do opracowania wieloskalowego quasi-{1}}ultraszybkiego systemu obserwacji ciągłej. „W 15 rzędach wielkości szczytowa liczba klatek na sekundę wynosząca biliony klatek na sekundę systemu obserwacyjnego ma na celu weryfikację modulacji dynamiki elektronów za pomocą lasera femtosekundowego, tworząc nowe zasady”. – powiedział Jiang Lan.
Na krajowej wystawie innowacji naukowych i technologicznych „13. pięcioletnia” wybrano wyniki wytwarzania dynamicznej kontroli elektronów femtosekundowych laserem femtosekundowym zespołu Jiang Lan. 11 naukowców składających się z komisji oceniającej skomentowało, że: „pierwsi osiągnęli produkcję laserową na poziomie elektronicznego aktywnego sterowania i femtosekundowego przetwarzania laserowego w industrializacji i głównych zastosowaniach inżynieryjnych… ogólnie osiągnęli wiodący międzynarodowy poziom”.
Laik wchodzący do pomieszczenia badawczego zajmującego się wytwarzaniem mikronanolaserów femtosekundowych, trudno jest połączyć wielkoskalowy sprzęt eksperymentalny przed sobą, a także setki soczewek optycznych ustawionych na stole warsztatowym z prawdziwym życiem. Jednak badacze, którzy przebili się przez podstawowe badania naukowe, dostrzegli niezwykle szerokie perspektywy zastosowań.
Cięcie w kształcie ekranu telefonu komórkowego jest kluczową technologią w produkcji telefonów komórkowych. „Struktura ekranu telefonu komórkowego przypomina wielowarstwowy tort, w różnych warstwach rozmieszczone jest szkło, polimer, metal, izolator i klej”. Jiang Lan powiedział: „Tradycyjne narzędzie nie może nic zrobić z danym miejscem, to laser femtosekundowy pokazuje ręce”. Obecnie zastosowanie Jiang Lan zaproponowało elektroniczny proces cięcia z dynamiczną kontrolą oraz duże badania laserowe i rozwój sprzętu do produkcji lasera femtosekundowego w światowym udziale w rynku wynoszącym 60%.
Trójwymiarowa, złożona obróbka mikrostruktury materiałów trudnych w obróbce jest problemem światowej klasy w dziedzinie najnowocześniejszego wytwarzania. Jiang Lan wynalazł elektroniczny otwór sterujący dynamiczną regulacją, cięcie, poziomowanie, grawerowanie i inne nowe technologie, poprowadził swój zespół do opracowania szeregu głównych wskaźników znacznie lepszych niż międzynarodowy poziom nowego sprzętu dla 37 głównych krajowych projektów naukowych i technologicznych oraz główny sprzęt krajowy do wmurowania kamienia węgielnego.
Jiang Lan powiedział: „Silny przemysł wytwórczy jest kamieniem węgielnym budowy silnego kraju, a silny przemysł wytwórczy często wyprzedza uzyskanie statusu silnego kraju na 20 lat”.
W okresie „12. planu pięcioletniego” produkcja belek wysokoenergetycznych stała się kluczowym kierunkiem wsparcia Chińskiej Narodowej Fundacji Nauk Przyrodniczych (NSFC), a Jiang Lan był osobą odpowiedzialną za dziedzinę wysokoenergetycznych belek i produkcji specjalnych pól energetycznych oraz kierował napisaniem serii planów dotyczących zakresu wiązek wysokoenergetycznych i specjalnych pól energetycznych w NSFC od „12. planu pięcioletniego”. Planowanie.
W okresie „13. planu pięcioletniego” i „14. planu pięcioletniego” pan Jiang Lan pełnił funkcję szefa grupy ekspertów ds. przygotowania planu wdrożenia kluczowego projektu specjalnego „Wytwarzanie przyrostowe i produkcja laserowa”. Krajowego Kluczowego Programu Badań i Rozwoju (NKPROW), a także kierownik grupy eksperckiej i ogólnej grupy eksperckiej ds. opracowania poradnika. Jiang Lan pełnił funkcję szefa grupy eksperckiej ds. przygotowania planu wdrożenia, wytycznych i ogólnej grupy eksperckiej Krajowego Kluczowego Programu Badań i Rozwoju „Wytwarzanie przyrostowe i produkcja laserowa”. Zainwestował dużo czasu w pierwszy krajowy kluczowy projekt z zakresu zaawansowanej produkcji. Obecnie w ramach specjalnego projektu wdrożono 112 powiązanych projektów badawczo-rozwojowych, które silnie promowały chińską produkcję przyrostową i produkcję laserową wśród pierwszych szczebli społeczności międzynarodowej.
Zhang Xueqiang, który pracuje w instytucie od dwóch lat, do dziś pamięta wykład Jiang Lan na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley. „Opowiadał o postępie technologicznym w produkcji laserów femtosekundowych, a także o potencjalnych perspektywach zastosowań produkcji laserów femtosekundowych.” Xueqiang Zhang powiedział: „Po wykładzie, kiedy wymieniliśmy się pomysłami, zapytał mnie, «czy chciałbym razem przeprowadzić jakieś prawdziwe badania naukowe» i to jedno zdanie oddzwoniło”.
Studenci z zespołu technicznego Jiang Lan wiedzą, że pan Jiang jest przeciwny publikowaniu „artykułów o wodzie”. Doktorantka Lian Yiling wyjaśniła: „Eksperymenty przeprowadzone przez innych ludzi wracają do odtworzenia, a następnie dostosowują parametry, natomiast eksperymenty innych ludzi, w których zmienia się rodzaj materiału i powtarzają tę czynność, są „wyrobami wodnymi”.
Jakie są prawdziwe badania naukowe? Jiang Lan powiedział: „Albo dokonać przełomu na pograniczach akademickich, aby wznieść się na szczyt nieba, poszerzając pole ludzkiego poznania, albo w odniesieniu do głównych potrzeb narodowych i głównego pola bitwy gospodarki narodowej, aby zrealizować wniosek o udanie się na ziemi, aby przezwyciężyć kluczowe problemy techniczne.”
Rygorystyczne wymagania stworzyły trudny szczebel badań naukowych. Jiang Lan wyszkolił 33 doktorantów i stypendystów ze stopniem doktora, z których 40% wykłada na uniwersytetach „podwójnej pierwszej klasy”, a 57% pracuje w kluczowych krajowych instytutach badawczych związanych z przemysłem. Doktoranci pod jego kierunkiem sześciokrotnie zdobyli nagrodę „Shangyin Excellent Mechanical Doctoral Dissertation Award” Chińskiego Towarzystwa Inżynierii Mechanicznej, w tym srebro, brąz, nagrody za doskonałą i najlepszą pracę oraz główną nagrodę w ogólnopolskim konkursie „Challenge Cup” itp., a dwa z nich zostały zatwierdzone jako badacze Unii Europejskiej „Marie Curie” i „Marie Curie”. Dwóch z nich zostało uznanych za stypendystów Unii Europejskiej „Marie Curie”. Do tej pory Jiang Lan przeszkolił 9 krajowych talentów wysokiego szczebla.
W Instytucie Produkcji Mikro-Nano Lasera Femtosekundowego w Pekinie wciąż dokonuje się przełom w dziedzinie zastosowań lasera femtosekundowego. Prof. Li Xiaowei pracuje nad szeregiem głównych zastosowań produkcji lasera femtosekundowego. Prof. Jie Hu koncentruje się na fuzji medyczno-przemysłowej, a technologia lasera femtosekundowego może zapewnić antybakteryjne, przeciwzakrzepowe i przenoszące leki wyroby medyczne do leczenia nowotworów kości. Prof. Li Xin koncentruje się na zastosowaniu obróbki kompozytów w przemyśle lotniczym.
Zdaniem Jiang Lan niezniszczalność laserów femtosekundowych powinna być także cechą zespołu aspirującego do realnych badań naukowych. „Dążenie do granic nauki i technologii oraz służenie potrzebom kraju to misja czasów naszego pokolenia badaczy naukowych, a także tajemnica przełomów, których wciąż dokonujemy w naszej pracy”. – powiedział Jiang Lan.
