Jiang Lan, lahir pada tahun 1972, adalah penduduk asli Zigong, Provinsi Sichuan. Dia adalah salah satu profesor pertama di Institut Teknologi Beijing, dan telah lama terlibat dalam penelitian fabrikasi laser femtosecond, dan merupakan salah satu pemimpin akademis utama di bidang fabrikasi laser di Tiongkok. Ia dianugerahi hadiah kedua Penghargaan Ilmu Pengetahuan Alam Nasional dan Penghargaan Inovasi Sains dan Teknologi He Liang He Li, dll. Pada Mei 2023, ia dianugerahi Hadiah Inovasi Nasional Ketiga, dan pada November 2023, ia terpilih sebagai akademisi dari Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok.
1 femtodetik sama dengan sepertriliun detik. Energi pulsa laser dikompresi menjadi beberapa femtodetik dan dilepaskan dengan kecepatan sangat tinggi, dan daya puncaknya dapat ditingkatkan jutaan miliar kali lipat, yang secara teoritis dapat memproses material padat apa pun. Laser Femtosecond, "pisau ringan super kuat dan sangat cepat" yang tidak dapat dihancurkan ini, memiliki prospek penerapan yang luas.
Berfokus pada penelitian manufaktur laser femtosecond selama lebih dari 20 tahun, tim Jiang Lan menyadari sejumlah terobosan besar, ia memimpin dalam menulis sejumlah rencana penting ke arah manufaktur laser, untuk mempromosikan eselon pertama Tiongkok di bidang internasional .
Prediksi pertama bentuk pemrosesan laser femtosecond
Dengan waktu yang singkat dan energi yang tinggi, bagaimana pemanfaatan laser femtosecond? Meskipun terdapat banyak keuntungan pada tingkat teoritis, namun untuk waktu yang lama, aplikasi manufaktur laser femtosecond tetap pada tingkat konseptual.
Dari konsep hingga penerapannya, di manakah letak kesulitan pembuatan laser femtosecond? Jiang Lan memperkenalkan, teori klasik sulit untuk memprediksi bentuk pemrosesan laser femtosecond, mekanisme pemrosesan juga sulit untuk dijelaskan, ini adalah tim penelitian selama lebih dari 20 tahun untuk mempelajari dilema yang dihadapi.
"Harus membuka 'kotak hitam' laser femtosecond dan interaksi material, untuk sepenuhnya memahami mekanisme pemrosesan laser femtosecond." kata Jiang Lan.
Saat pemrosesan laser femtodetik, sifat transien lokal material akan berubah secara drastis, untuk mengeksplorasi perubahan ini, Jiang Lan dan timnya telah membuat model kuantum plasma untuk memprediksi bentuk pemrosesan laser femtodetik untuk pertama kalinya, dan berhasil memprediksi serangkaian efek anomali yang penting. Awalnya, komunitas akademis skeptis, namun seiring asumsi dan prediksi utama model yang diajukan oleh Jiang Lan diverifikasi secara luas di seluruh dunia, hasil penelitian secara bertahap mendapat pengakuan.
Setelah memverifikasi model, masih diperlukan observasi intuitif untuk mendukung hasil, yaitu untuk "memfilmkan" proses pembuatan laser femtosecond. Karena teknologi observasi tradisional memiliki perspektif tunggal, dan masih berupa pencitraan dua dimensi, tidak dapat menangkap informasi multidimensi yang terlibat dalam proses pemrosesan laser femtosecond. Jiang Lan memimpin tim untuk mengembangkan sistem kamera kontinu ultracepat kuasi-tiga dimensi lintas skala, yang untuk pertama kalinya merealisasikan pengamatan panorama dalam 15 skala waktu dalam proses interaksi material laser femtodetik.
Dengan serangkaian hasil orisinal, Jiang Lan telah menjadi pemimpin dalam bidang penelitian manufaktur laser femtosecond. Faktanya, selama pekerjaan pascadoktoralnya, Jiang Lan mulai melakukan penelitian tentang fabrikasi laser femtosecond. Saat itu, belum ada peralatan laser femtosecond, pendanaan proyek, dan laboratorium, hanya mengandalkan komputer, Jiang Lan memulai eksplorasi yang sulit.
Fabrikasi laser Femtosecond melibatkan berbagai disiplin ilmu seperti mekanika, fisika, optik, material, kimia, dll. Untuk bidang yang belum dikenal, Jiang Lan membuat terobosan di banyak disiplin ilmu selain mekanika melalui belajar mandiri atau berkonsultasi dengan pakar terkait, yang juga meletakkan dasar bagi penelitian berikutnya.
Karakteristik laser femtosecond menyebabkan efisiensi pemrosesan yang rendah, rasio kedalaman terhadap diameter yang rendah, dan akurasi pemrosesan yang lebih buruk daripada batas difraksi. Tantangan lain yang harus diatasi adalah menemukan cara untuk mengatur proses pembuatan laser femtosecond.
Berdasarkan prediksi modelnya, Jiang Lan memelopori prinsip dan metode baru manufaktur kontrol dinamis elektronik, sehingga mewujudkan pengendalian hasil pemrosesan.
Jiang Lan memimpin tim untuk memverifikasi sambil meraba-raba, dan akhirnya, berdasarkan prinsip baru regulasi dinamis elektronik, efisiensi pemrosesan telah ditingkatkan sebesar 56 kali lipat, rasio kedalaman terhadap diameter telah ditingkatkan sebesar 260 kali lipat, sehingga akurasi pemrosesan berulang hingga 1/14 panjang gelombang dan seterusnya.
“Teknologi pemrosesan yang lebih maju lagi, jika hanya tinggal di atas kertas, tidak akan bisa mencapai pengembangan aplikasi yang baik.” kata Jiang Lan.
Berdasarkan prinsip dan metode baru regulasi dinamis elektronik, Jiang Lan memimpin tim untuk menerobos serangkaian hambatan dalam pembuatan mikrofabrikasi kompleks tiga dimensi dari bahan yang sulit dikerjakan satu demi satu, menemukan teknologi baru seperti elektronik regulasi dinamis lubang kontrol, pemotongan, perataan, dan pengukiran, mengembangkan serangkaian peralatan baru, dan memimpin dalam mewujudkan aplikasi teknik utama manufaktur laser femtosecond dan aplikasi industri skala besar.
"Ponsel terkenal dengan pemotongan berbentuk layar penuh dan teknologi lainnya juga merupakan salah satu teknologi yang kami fokuskan." Jiang Lan memperkenalkan, penerapan modulasi dinamis elektronik manufaktur prinsip-prinsip baru, teknologi baru, tim dan perusahaan bersama-sama mengembangkan modulasi dinamis elektronik laser femtosecond pemotongan / pembuatan lubang peralatan baru, kinerja tingkat terdepan internasional secara keseluruhan.
Teknologi laboratorium hingga aplikasi industri, meskipun jalur teknologinya sudah jelas, namun tetap perlu mempertimbangkan biaya, kepraktisan dan kendala lainnya. Untuk mencapai tujuan ini, tim Jiang Lan, bersama dengan perusahaan mitra, berulang kali memverifikasi proses dan menyesuaikan parameter. “Sering kali direndam di laboratorium, terkadang untuk menyempurnakan kinerja tertentu, sebelum dan sesudah setahun penuh sibuk bekerja.” Anggota tim Jiang Lan, Hu Jie, seorang profesor di Institut Teknologi Beijing, mengenang.
Menangani pemrosesan material komposit berkualitas tinggi, menyiapkan material baru dan perangkat baru, serta mengembangkan peralatan manufaktur berpresisi tinggi ...... Saat ini, tim Jiang Lan, dengan karya orisinal dan berkualitas tinggi, terus membuka peluang kerja sama. skenario aplikasi manufaktur laser. "Penelitian ilmiah, kita harus melakukan pekerjaan yang sangat berharga, melakukan penelitian ilmiah 'di atas langit', jangan memetik buah hijau." Persyaratan Jiang Lan untuk guru dan siswa tim telah menjadi bagian dari budaya tim.
Bertahun-tahun yang lalu, manufaktur laser hanyalah cabang tersier dari bidang teknik mesin, tanpa dukungan sistematis dari departemen terkait. Jumlah penelitinya sedikit, pendanaan penelitiannya sedikit, skala industrinya kecil, dan kesenjangannya terlihat jelas jika dibandingkan dengan tingkat negara maju di dunia.
Jiang Lan menyadari bahwa untuk mengejar ketertinggalan, mengandalkan satu atau dua tim saja tidak akan berhasil, "untuk membuat disiplin ilmu lebih besar dan kuat, kita harus menyatukan komunitas penelitian ilmiah dan industri, dan bekerja sama".
Pada tahun 2008, Yayasan Ilmu Pengetahuan Alam Nasional Tiongkok mencantumkan bidang sinar energi tinggi dan manufaktur medan energi khusus sebagai arah prioritas dukungan, manufaktur laser adalah aspek penting di dalamnya, dan Jiang Lan sebagai penanggung jawab bidang tersebut. . Di bawah bimbingan mantan sarjana, Jiang Lan telah memimpin penulisan dua bagian perencanaan bidang sinar energi tinggi dan bidang energi khusus Komite Dana dalam waktu 12 tahun, dan di bidang manufaktur laser, ia telah mencapai pencapaian tertentu. hasil teoritis.
Jiang Lan memimpin kelompok ahli untuk menginvestasikan banyak waktu dan energi untuk memilah kekurangan rantai industri dan mempersiapkan rencana pengembangan industri, sehingga dapat mempromosikan program sains dan teknologi nasional atau kementerian di bidang laser. manufaktur. Dia telah memimpin penulisan 12 rencana pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi jangka menengah dan panjang nasional untuk pembuatan laser dan bidang lainnya, serta rencana lima tahun menteri ilmu pengetahuan dan teknologi dari Kementerian Sains dan Teknologi dan Komisi Yayasan.
Diantaranya, program penelitian dan pengembangan utama nasional "Rencana Lima Tahun ke-13" - "manufaktur aditif dan manufaktur laser", pembenaran proyek tersebut memakan waktu dua setengah tahun. “Saat itu saya dan anggota kelompok ahli sering bekerja dan berdiskusi hingga dini hari.” Jiang Lan mengenang.
Lebih dari 30 diskusi tematik, kunjungan penelitian ke lebih dari 70 perusahaan, menulis jutaan kata bahan argumentasi ...... Jiang Lan dan kelompok ahli berusaha sekuat tenaga. Setelah itu, akses khusus terhadap dukungan bergulir "Rencana Lima Tahun ke-14", menjadi satu-satunya bidang manufaktur yang "membangun papan panjang" spesialisasi utama nasional.
Ratusan lembaga penelitian ilmiah, ribuan perusahaan yang terlibat dalam penelitian terkait manufaktur laser, kami memiliki keahlian yang berbeda, minat, bagaimana menyatukan semua orang? "Jiang Lan selalu berdiri di negara ini, posisi pengembangan industri untuk mempersiapkan rencana, dan mendapatkan pengakuan semua orang." Kata seorang pakar industri.
“Di era ilmu pengetahuan yang besar, perkembangan teknologi tidak bisa hanya mengandalkan usaha sendiri.” Jiang Lan mengatakan bahwa masih banyak masalah yang harus diselesaikan di bidang manufaktur laser, tim akan didasarkan pada "berorientasi empat", bersatu dengan industri, akademisi dan penelitian kekuatan serangan, dan berusaha untuk memberikan kontribusi yang semestinya. ke negara manufaktur, pendidikan dan ilmu pengetahuan dan teknologi.
