Pada daya yang sama, semakin pendek durasi pulsa laser, semakin tinggi daya sesaatnya. Ketika durasi pulsa laser hanya sepersepuluh triliun tingkat kedua, daya puncak seketika dapat melebihi satu triliun watt, lebih dari ratusan kali gabungan daya terpasang semua pembangkit listrik di dunia. Ini adalah laser femtodetik.
Dengan menyesuaikan sifat pulsa laser femtosecond dalam domain waktu, ruang, dan frekuensi, laser femtosecond akan menjadi bentuk, sifat alat fleksibel yang dapat disesuaikan dan tidak dapat dihancurkan, dalam skala mikron, nano untuk menyelesaikan pemotongan presisi tinggi, pelubangan , leveling dan sebagainya, dan bahkan dapat mewujudkan tingkat regulasi elektronik ...... lebih dari 20 tahun yang lalu, Jiang Lan melihat laser femtosecond Penerapan laser femtosecond memiliki potensi besar.
Kini, di Sekolah Teknik Mesin dan Kendaraan Institut Teknologi Beijing, Jiang Lan dan timnya adalah orang pertama yang memprediksi bentuk pemrosesan laser femtosecond di arena internasional, orang pertama yang mengemukakan prinsip baru dinamika elektronik laser femtosecond. manufaktur kontrol, yang pertama mewujudkan tingkat elektronik kontrol aktif manufaktur laser, yang pertama mengembangkan rangkaian pertama sistem pengamatan kontinu ultra-cepat kuasi tiga dimensi di seluruh skala, yang pertama mencapai pengamatan tingkat elektronik manufaktur laser, yang pertama mencapai aplikasi teknik besar manufaktur laser femtosecond, dan yang pertama mewujudkan manufaktur laser femtosecond, yang pertama mewujudkan aplikasi teknik besar manufaktur laser femtosecond, dan yang pertama mewujudkan aplikasi industri skala besar femtosecond manufaktur laser.
Jiang Lan (ketiga dari kiri) memandu siswa melakukan eksperimen pemrosesan modulasi dinamis elektron laser femtodetik.
Sejak lahirnya laser rubi pertama umat manusia pada tahun 1960, para ilmuwan terus mendorong kinerja laser agar lebih cepat dan kuat. Pada tahun 1980an, para peneliti menemukan bahwa ketika durasi pulsa laser sesingkat sepersejuta tingkat kedua, intensitas lebih dari satu triliun watt dalam interval ultracepat dan ultraintens, model teoritis klasik belum mampu jelaskan mekanisme interaksi medan elektromagnetik dan materi yang sangat cepat dan sangat intens ini, yang telah menjadi hambatan yang membatasi pengembangan laser femtosecond. Pada awal abad ini, Jiang Lan memasuki bidang penelitian manufaktur laser femtosecond.
Sarjana, Jiang Lan memiliki minat yang kuat dalam fisika, "'relativitas', 'mekanika kuantum' kemudian menjadi arah penelitian saya, yang diwakili oleh pembuatan sinar laser berenergi tinggi pada dasarnya adalah interaksi energi dan materi, adalah arah saya sangat tertarik! Pembuatan sinar energi tinggi yang diwakili oleh laser pada dasarnya adalah interaksi antara energi dan materi, yang merupakan arah yang sangat saya minati".
Tanpa tim, tanpa proyek, fokus hanya pada cabang penelitian di bidang disiplin tingkat ketiga, mengingat situasi lebih dari 20 tahun yang lalu ketika dia sendirian di biro, mulut Jiang Lan memerah karena sedikit kebahagiaan, mengingatkan dari senyuman. "Ini adalah saat yang tepat untuk melakukan penelitian sendirian tanpa diganggu."
Enam tahun kemudian, Jiang Lan membuat terobosan dalam studi teoritis fabrikasi laser femtosecond. Dia mengusulkan model suhu ganda yang ditingkatkan, yang memperluas cakupan penerapan persamaan suhu ganda klasik dari wilayah suhu rendah elektron ke kisaran suhu elektron yang berubah-ubah, meningkatkan keakuratan prediksi ambang batas untuk pemrosesan laser femtodetik. Dia membuat model kuantum plasma untuk memprediksi bentuk pemrosesan laser femtosecond untuk pertama kalinya, dan berhasil memprediksi serangkaian efek anomali penting, yang mendapat validasi eksperimental internasional yang luas dan evaluasi positif, termasuk pemenang Hadiah Nobel.
Pada tahun 2006, Jiang Lan membentuk tim penelitian ilmiah domestik pertama yang memproduksi laser femtosecond dan penerapannya di BeiJing.
Saat itu, yang menghadang tim adalah kendala lain. "Cacat bawaan" pemrosesan laser femtodetik, seperti efisiensi rendah, akurasi yang lebih buruk daripada batas difraksi, dan rasio kedalaman terhadap diameter yang rendah, adalah alasan mengapa pemrosesan laser femtodetik belum diterapkan dalam praktik selama lebih dari 20 tahun.
Jiang Lan menerapkan model yang dia buat untuk mengungkapkan bahwa untuk memecahkan masalah di atas, intinya adalah "apakah mungkin untuk mengatur dinamika elektron transien lokal". Menurut prediksi model teoretisnya, Jiang Lan mengusulkan agar pembentukan ruang-waktu laser femtodetik dapat diwujudkan melalui pembuatan laser dinamika elektronik transien lokal dari kontrol aktif, dan kemudian mengontrol hasil pemrosesan dari rute teknis. Rute teknis ini secara signifikan memperluas batas kemampuan fabrikasi laser. Di bawah dukungan model teoritis ini, tim Jiang Lan meningkatkan efisiensi pemrosesan laser femtosecond sebanyak 56 kali, akurasi pemrosesan berulang sebesar 1/14 panjang gelombang, dan batas rasio kedalaman terhadap diameter dari 20:1 menjadi lebih dari 5000:1.
Kemudian, Jiang Lan mengusulkan dan memimpin timnya untuk mengembangkan sistem observasi kontinu ultracepat kuasi-3D lintas skala. "Dalam 15 kali lipat, frame rate puncak triliunan frame per detik dari sistem observasi untuk memverifikasi modulasi dinamika elektron laser femtosecond menghasilkan prinsip-prinsip baru." kata Jiang Lan.
Dalam pameran inovasi ilmiah dan teknologi "Lima Tahun ke-13" nasional, hasil manufaktur kontrol dinamis elektron laser femtodetik dari tim Jiang Lan dipilih. 11 akademisi yang terdiri dari komite penilai berkomentar bahwa: "yang pertama mencapai manufaktur laser pada tingkat kontrol aktif elektronik dan pemrosesan laser femtosecond pada industrialisasi dan Aplikasi teknik utama... secara keseluruhan mencapai tingkat terdepan internasional."
Bagi orang awam yang berjalan ke ruang penelitian manufaktur mikro-nano laser femtosecond, sulit untuk menghubungkan peralatan eksperimental skala besar di depan Anda serta ratusan lensa optik yang berjajar di meja kerja dengan kehidupan nyata. Namun para peneliti yang telah menerobos penelitian ilmiah dasar telah melihat prospek penerapannya yang sangat luas.
Pemotongan berbentuk layar ponsel adalah teknologi utama dalam pembuatan ponsel. “Struktur layar ponsel seperti kue berlapis-lapis, di berbagai lapisan dilapisi kaca, polimer, logam, isolator, dan lem.” Jiang Lan berkata, "Alat tradisional tidak dapat berbuat apa-apa di tempat itu, itu adalah laser femtodetik yang menunjukkan tangan mereka." Saat ini, penerapan Jiang Lan mengusulkan proses pemotongan kontrol dinamis elektronik, dan penelitian laser besar serta pengembangan peralatan manufaktur laser femtosecond di pangsa pasar global sebesar 60%.
Pemrosesan struktur mikro kompleks tiga dimensi dari material yang sulit diproses adalah masalah kelas dunia di bidang manufaktur mutakhir. Jiang Lan menemukan lubang kontrol penyesuaian dinamis elektronik, pemotongan, perataan, pengukiran, dan teknologi baru lainnya, memimpin timnya untuk mengembangkan serangkaian indikator utama yang secara signifikan lebih baik daripada peralatan baru tingkat internasional, untuk 37 proyek ilmiah dan teknologi besar nasional dan peralatan nasional utama untuk meletakkan landasan.
Jiang Lan berkata: "Industri manufaktur yang kuat adalah landasan pembangunan negara yang kuat, dan industri manufaktur yang kuat sering kali mendahului penetapan status negara yang kuat selama 20 tahun."
Selama periode "Rencana Lima Tahun ke-12", manufaktur sinar energi tinggi telah menjadi arahan dukungan utama dari National Natural Science Foundation of China (NSFC), dan Jiang Lan menjabat sebagai penanggung jawab bidang energi tinggi. pembuatan balok dan bidang energi khusus, dan memimpin penulisan serangkaian perencanaan bidang balok energi tinggi dan bidang energi khusus di NSFC sejak "Rencana Lima Tahun ke-12". Perencanaan.
Selama periode "Rencana Lima Tahun ke-13" dan "Rencana Lima Tahun ke-14", Tuan Jiang Lan menjabat sebagai ketua kelompok ahli untuk persiapan rencana implementasi proyek khusus utama "Manufaktur Aditif dan Manufaktur Laser". Program Penelitian dan Pengembangan Kunci Nasional (NKRDP), serta ketua kelompok ahli dan kelompok ahli umum untuk penyusunan buku panduan. Jiang Lan menjabat sebagai ketua kelompok ahli untuk persiapan rencana implementasi, pedoman, dan kelompok ahli keseluruhan Program Penelitian dan Pengembangan Kunci Nasional "Manufaktur Aditif dan Manufaktur Laser". Dia menginvestasikan banyak waktu dalam proyek utama nasional pertama di bidang manufaktur maju. Saat ini, proyek khusus tersebut telah mengerahkan 112 proyek Litbang terkait, yang telah secara kuat mempromosikan manufaktur aditif dan manufaktur laser Tiongkok di antara eselon satu komunitas internasional.
Zhang Xueqiang, yang telah bekerja di institut tersebut selama dua tahun, masih ingat mendengarkan ceramah Jiang Lan di Universitas California, Berkeley. “Dia berbicara tentang kemajuan teknologi pembuatan laser femtosecond, dan juga potensi prospek penerapan pembuatan laser femtosecond.” Xueqiang Zhang berkata, "Setelah ceramah, ketika kami bertukar pikiran, dia bertanya kepada saya 'apakah saya ingin melakukan penelitian ilmiah yang nyata bersama-sama,' dan satu kalimat itu memanggil saya kembali."
Siswa di tim teknis Jiang Lan tahu bahwa Jiang menentang penerbitan "artikel air". Lian Yiling, seorang mahasiswa doktoral, menjelaskan, "Eksperimen yang dilakukan oleh orang lain, kembali direproduksi, dan kemudian menyesuaikan parameternya; atau eksperimen orang lain, mengubah sejenis bahan dan melakukannya lagi, adalah 'artikel air'."
Apa sebenarnya penelitian ilmiah itu? Jiang Lan berkata, "Baik membuat terobosan di bidang akademis untuk mencapai puncak angkasa, memperluas bidang kognisi manusia; atau dalam kebutuhan utama nasional dan medan perang utama perekonomian nasional untuk mewujudkan penerapan menuju ke dunia." lapangan, untuk mengatasi masalah teknis utama."
Persyaratan yang ketat telah menghasilkan eselon penelitian ilmiah yang tangguh. Jiang Lan telah melatih 33 mahasiswa PhD dan pascadoktoral, 40% di antaranya mengajar di universitas "kelas satu ganda" dan 57% di antaranya bekerja di lembaga penelitian nasional yang terkait dengan industri. Mahasiswa doktoral di bawah bimbingannya telah memenangkan "Penghargaan Disertasi Doktor Mekanik Unggul Shangyin" dari Masyarakat Teknik Mesin Tiongkok sebanyak enam kali, termasuk penghargaan perak, perunggu, karya terbaik dan terbaik, serta hadiah utama kompetisi nasional "Piala Tantangan". , dll., dan dua di antaranya telah disetujui sebagai peneliti "Marie Curie" dan "Marie Curie" Uni Eropa. Dua diantaranya telah diakui sebagai sarjana "Marie Curie" dari Uni Eropa. Sejauh ini, Jiang Lan telah melatih 9 talenta tingkat tinggi nasional.
Di Institut Manufaktur Mikro-Nano Laser Femtosecond di BeiJing, masih terdapat terobosan dalam bidang penerapan laser femtosecond. Prof Li Xiaowei sedang mengerjakan serangkaian aplikasi utama pembuatan laser femtosecond. Prof Jie Hu berfokus pada fusi medis-industri, dan teknologi laser femtosecond dapat menyediakan perangkat medis antibakteri, antikoagulan, dan pembawa obat untuk pengobatan tumor tulang. Prof Li Xin fokus pada penerapan pemrosesan komposit di ruang angkasa.
Menurut Jiang Lan, kekebalan laser femtosecond juga harus menjadi karakteristik tim yang mendambakan penelitian ilmiah nyata. “Bertujuan untuk menjadi yang terdepan dalam ilmu pengetahuan dan teknologi dan melayani kebutuhan negara, ini adalah misi zaman bagi generasi peneliti ilmiah kita, dan juga rahasia terobosan yang terus kita lakukan dalam pekerjaan kita.” kata Jiang Lan.
