A puissance égale, plus la durée de l’impulsion laser est courte, plus la puissance instantanée est élevée. Lorsque la durée de l'impulsion laser est aussi courte que le billionième de seconde, la puissance de pointe instantanée peut dépasser un billion de watts, soit plus de centaines de fois la puissance installée combinée de toutes les centrales électriques du monde. C'est le laser femtoseconde.
En ajustant la nature de l'impulsion laser femtoseconde dans les domaines temporel, spatial et fréquentiel, le laser femtoseconde deviendra une forme, la nature de l'outil flexible réglable et indestructible, à l'échelle micronique et nanométrique pour réaliser une découpe, un poinçonnage de haute précision. , nivellement, etc., et même être capable de réaliser le niveau électronique de régulation du ...... il y a plus de 20 ans, Jiang Lan a vu le laser femtoseconde. L'application des lasers femtoseconde a un grand potentiel.
Aujourd'hui, à l'École d'ingénierie mécanique et automobile de l'Institut de technologie de Pékin, Jiang Lan et son équipe sont les premiers à prédire la forme du traitement au laser femtoseconde sur la scène internationale, les premiers à proposer un nouveau principe de dynamique électronique du laser femtoseconde. fabrication de contrôle, le premier à réaliser le niveau électronique du contrôle actif de la fabrication laser, le premier à développer le premier ensemble de système d'observation continue ultra-rapide quasi tridimensionnel à travers les échelles, le premier à réaliser l'observation du niveau électronique de fabrication de laser, le premier à réaliser des applications d'ingénierie majeures de la fabrication de laser femtoseconde, et le premier à réaliser la fabrication de laser femtoseconde, le premier à réaliser des applications d'ingénierie majeures de fabrication de laser femtoseconde, et le premier à réaliser des applications industrielles à grande échelle de femtoseconde fabrication laser.
Jiang Lan (troisième à partir de la gauche) guide les étudiants dans la réalisation d'expériences sur le traitement de la modulation dynamique électronique par laser femtoseconde.
Depuis la naissance du premier laser à rubis de l'humanité en 1960, les scientifiques n'ont cessé d'améliorer les performances des lasers pour qu'ils soient plus rapides et plus puissants. Dans les années 1980, les chercheurs ont découvert que lorsque la durée de l'impulsion laser est aussi courte qu'un billionième de seconde, l'intensité de plus d'un billion de watts dans l'intervalle ultra-rapide et ultra-intense, le modèle théorique classique n'a pas été en mesure de expliquer ce mécanisme d'interaction ultra-rapide et ultra-intense entre le champ électromagnétique et la matière, devenu un goulot d'étranglement limitant le développement du laser femtoseconde. Au début de ce siècle, Jiang Lan est entré dans le domaine de la recherche sur la fabrication de lasers femtoseconde.
Premier cycle, Jiang Lan a un fort intérêt pour la physique, "'la relativité', la 'mécanique quantique' sont alors la direction de mes recherches, représentées par la fabrication de faisceaux laser à haute énergie, c'est essentiellement l'interaction de l'énergie et de la matière, c'est la direction dans laquelle je suis "La fabrication de faisceaux à haute énergie représentée par les lasers est essentiellement l'interaction entre l'énergie et la matière, ce qui est la direction qui m'intéresse beaucoup".
Sans équipe, sans projet, se concentrant uniquement sur une branche de recherche du champ disciplinaire de troisième niveau, rappelant la situation d'il y a plus de 20 ans lorsqu'il était seul au bureau, la bouche de Jiang Lan était rouge d'une trace de bonheur, rappelant du sourire. "C'était un moment merveilleux pour se lancer seul dans la recherche sans être dérangé."
Six ans plus tard, Jiang Lan a fait une percée dans l'étude théorique de la fabrication du laser femtoseconde. Il a proposé un modèle amélioré à double température, qui étendait le champ d'application de l'équation classique à double température de la région de basse température électronique à une plage de température électronique arbitraire, améliorant ainsi la précision de la prédiction du seuil pour le traitement laser femtoseconde. Il a établi pour la première fois un modèle quantique plasmatique pour prédire la forme du traitement laser femtoseconde et a prédit avec succès une série d'effets anormaux importants, qui ont reçu une validation expérimentale internationale approfondie et des évaluations positives, y compris des lauréats du prix Nobel.
En 2006, Jiang Lan a créé la première équipe de recherche scientifique nationale sur la fabrication du laser femtoseconde et ses applications à Pékin.
À cette époque, ce qui se trouvait devant l’équipe était un autre obstacle. Les « défauts inhérents » au traitement laser femtoseconde, tels qu'une faible efficacité, une précision inférieure à la limite de diffraction et un faible rapport profondeur/diamètre, sont les raisons pour lesquelles le traitement laser femtoseconde n'a pas été appliqué dans la pratique depuis plus de 20 ans.
Jiang Lan a appliqué le modèle qu'il a établi pour révéler que pour résoudre les problèmes ci-dessus, la question centrale est de « savoir s'il est possible de réguler la dynamique électronique transitoire locale ». Selon sa prédiction de modèle théorique, Jiang Lan a proposé que la mise en forme de l'espace-temps au laser femtoseconde puisse être réalisée grâce à la fabrication laser de la dynamique électronique transitoire locale du contrôle actif, puis contrôler les résultats du traitement de l'itinéraire technique. Cette voie technique élargit considérablement les capacités limites de la fabrication laser. Grâce à ce modèle théorique, l'équipe de Jiang Lan a amélioré de 56 fois l'efficacité du traitement laser femtoseconde, une précision de traitement reproductible de 1/14 de la longueur d'onde et la limite du rapport profondeur/diamètre de 20:1 à plus de 5000:1.
Plus tard, Jiang Lan a proposé et dirigé son équipe de développer un système d'observation continue ultrarapide quasi-3D à plusieurs échelles. "Sur 15 ordres de grandeur temporels, la fréquence d'images maximale de milliards d'images par seconde du système d'observation pour vérifier la modulation dynamique des électrons du laser femtoseconde fabrique de nouveaux principes." Jiang Lan a dit.
Lors de l'exposition nationale sur l'innovation scientifique et technologique « 13e quinquennal », les résultats de fabrication du contrôle dynamique des électrons laser femtoseconde de l'équipe de Jiang Lan ont été sélectionnés. 11 académiciens composés du comité d'évaluation ont commenté que : « le premier à atteindre le niveau de fabrication laser du contrôle actif électronique et le traitement laser femtoseconde de l'industrialisation et des applications d'ingénierie majeures... dans l'ensemble, a atteint le niveau de pointe international ».
Pour un profane entrant dans la salle de recherche sur la fabrication de micro-nano laser femtoseconde, il est difficile de connecter l'équipement expérimental à grande échelle devant vous ainsi que les centaines de lentilles optiques alignées sur l'établi avec la vie réelle. Mais les chercheurs qui ont percé dans la recherche scientifique fondamentale ont vu les perspectives d'application extrêmement larges.
La découpe en forme d'écran de téléphone portable est une technologie clé pour la fabrication de téléphones portables. "La structure d'un écran de téléphone portable est comme un gâteau multicouche, dans différentes couches sont réparties du verre, du polymère, du métal, de l'isolant et de la colle." Jiang Lan a déclaré: "L'outil traditionnel ne peut rien faire à cet endroit, c'est le laser femtoseconde qui montre leurs mains". À l'heure actuelle, l'application de Jiang Lan a proposé un processus de découpe à contrôle dynamique électronique et la grande recherche et développement laser d'équipements de fabrication de laser femtoseconde dans la part de marché mondiale de 60 %.
Le traitement tridimensionnel de microstructures complexes de matériaux difficiles à traiter constitue un problème de classe mondiale dans le domaine de la fabrication de pointe. Jiang Lan a inventé le trou de contrôle de réglage dynamique électronique, la découpe, le nivellement, la gravure et d'autres nouvelles technologies, a conduit son équipe à développer une série d'indicateurs majeurs nettement meilleurs que le niveau international des nouveaux équipements, pour les 37 grands projets scientifiques et technologiques nationaux et des équipements nationaux majeurs pour poser la première pierre.
Jiang Lan a déclaré : « Une industrie manufacturière forte est la pierre angulaire de la construction d'un pays fort, et une industrie manufacturière forte est souvent en avance sur l'établissement du statut de pays fort pendant 20 ans.
Au cours de la période du « 12ème Plan quinquennal », la fabrication de faisceaux à haute énergie est devenue une direction de soutien clé de la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (NSFC), et Jiang Lan a été responsable du domaine des hautes énergies. fabrication de faisceaux de haute énergie et de champs d'énergie spéciaux, et a dirigé la rédaction d'une série de planifications pour le domaine des faisceaux de haute énergie et des champs d'énergie spéciaux dans le NSFC depuis le « 12e plan quinquennal ». Planification.
Au cours de la période du « 13e plan quinquennal » et du « 14e plan quinquennal », M. Jiang Lan a dirigé le groupe d'experts pour la préparation du plan de mise en œuvre du projet spécial clé « Fabrication additive et fabrication laser ». du Programme national clé de recherche et de développement (NKRDP), ainsi que le chef du groupe d'experts et du groupe d'experts général pour la préparation du guide. Jiang Lan a dirigé le groupe d'experts pour la préparation du plan de mise en œuvre, des lignes directrices et du groupe d'experts global du programme national clé de R&D « Fabrication additive et fabrication laser ». Il a investi beaucoup de temps dans le premier projet national clé en matière de fabrication de pointe. À l'heure actuelle, le projet spécial a déployé 112 projets de R&D connexes, ce qui a fortement promu la fabrication additive et la fabrication laser de la Chine parmi les premiers échelons de la communauté internationale.
Zhang Xueqiang, qui travaille à l'institut depuis deux ans, se souvient encore d'avoir écouté la conférence de Jiang Lan à l'Université de Californie à Berkeley. "Il a parlé des progrès technologiques de la fabrication du laser femtoseconde, ainsi que des perspectives d'application potentielles de la fabrication du laser femtoseconde." Xueqiang Zhang a déclaré : « Après la conférence, lorsque nous avons échangé des idées, il m'a demandé « si je voudrais faire de vraies recherches scientifiques ensemble », et cette seule phrase m'a rappelé.
Les étudiants de l'équipe technique de Jiang Lan savent que M. Jiang est contre la publication d'« articles sur l'eau ». Lian Yiling, doctorante, a expliqué : « Les expériences faites par d'autres personnes, reviennent pour se reproduire, puis ajustent les paramètres ; ou les expériences d'autres personnes, changent un type de matériau et recommencent, sont des « articles d'eau ».
Quelle est la véritable recherche scientifique ? Jiang Lan a déclaré : « Soit faire des percées dans la frontière académique pour aller au sommet du ciel, en élargissant le champ de la cognition humaine ; soit dans les principaux besoins nationaux et le principal champ de bataille de l'économie nationale pour réaliser l'application pour aller au terrain, pour surmonter les principaux problèmes techniques.
Des exigences strictes ont donné naissance à un échelon de recherche scientifique exigeant. Jiang Lan a formé 33 docteurs et boursiers postdoctoraux, dont 40 % enseignent dans des universités « doubles de première classe » et 57 % d'entre eux travaillent dans des instituts de recherche nationaux clés liés à l'industrie. Les doctorants sous sa direction ont remporté six fois le « Prix Shangyin d'excellente thèse de doctorat en mécanique » de la Société chinoise de génie mécanique, dont les prix d'argent, de bronze, d'excellence et de meilleur travail, ainsi que le grand prix du concours national « Challenge Cup ». , etc., et deux d'entre eux ont été agréés comme chercheurs « Marie Curie » et « Marie Curie » de l'Union européenne. Deux d'entre eux ont été reconnus comme boursiers « Marie Curie » de l'Union européenne. Jusqu'à présent, Jiang Lan a formé 9 talents nationaux de haut niveau.
À l'Institut de fabrication de micro-nano lasers femtoseconde de Pékin, des avancées sont encore en cours dans le domaine d'application du laser femtoseconde. Le professeur Li Xiaowei travaille sur une série d'applications majeures de la fabrication du laser femtoseconde. Le professeur Jie Hu se concentre sur la fusion médico-industrielle, et la technologie du laser femtoseconde peut fournir des dispositifs médicaux antibactériens, anticoagulants et porteurs de médicaments pour le traitement des tumeurs osseuses. Le professeur Li Xin se concentre sur l'application du traitement des composites dans l'aérospatiale.
Selon Jiang Lan, l'invulnérabilité des lasers femtosecondes devrait également être une caractéristique d'une équipe qui aspire à une véritable recherche scientifique. "Viser les frontières de la science et de la technologie et répondre aux besoins du pays, telle est la mission de notre époque pour notre génération de chercheurs scientifiques, et aussi le secret des avancées que nous continuons de réaliser dans notre travail." Jiang Lan a dit.
