1972 doğumlu Jiang Lan, Sichuan Eyaleti, Zigong'un yerlisidir. Pekin Teknoloji Enstitüsü'nün ilk başkan profesörlerinden biridir ve uzun süredir femtosaniye lazer üretimi araştırmalarıyla ilgilenmektedir ve Çin'de lazer üretimi alanında ana akademik liderlerden biridir. Ulusal Doğa Bilimleri Ödülü ve He Liang He Li Bilim ve Teknoloji İnovasyon Ödülü vb. ikincilik ödülüne layık görüldü. Mayıs 2023'te Üçüncü Ulusal İnovasyon Ödülü'ne layık görüldü ve Kasım 2023'te akademisyen seçildi. Çin Bilimler Akademisi'nden.
1 femtosaniye saniyenin trilyonda biridir. Bir lazer darbesinin enerjisi birkaç femtosaniyeye sıkıştırılır ve çok yüksek bir hızda serbest bırakılır ve en yüksek gücü, teorik olarak herhangi bir katı malzemeyi işleyebilecek şekilde milyonlarca milyar kez artırılabilir. Femtosaniye lazer, bu yok edilemez "süper güçlü ve ultra hızlı hafif bıçak", geniş bir uygulama potansiyeline sahiptir.
20 yılı aşkın bir süredir femtosaniye lazer üretim araştırmalarına odaklanan Jiang Lan ekibi, bir dizi büyük atılım gerçekleştirdi; Çin'in uluslararası alandaki ilk kademesini teşvik etmek için lazer üretimi yönünde bir dizi önemli planın yazılmasında öncülük etti. .
Femtosaniye lazer işleminin şeklinin ilk tahmini
Bu kadar kısa sürede ve yüksek enerjiyle femtosaniye lazerden nasıl yararlanılacak? Teorik düzeyde pek çok avantajı olmasına rağmen uzun süredir femtosaniye lazer üretim uygulamaları kavramsal düzeyde kalmaktadır.
Konseptten uygulamaya, femtosaniye lazer üretiminin zorluğu nerede? Jiang Lan, klasik teorinin femtosaniye lazer işlemenin şeklini tahmin etmenin zor olduğunu, işleme mekanizmasının da tanımlanmasının zor olduğunu açıkladı; bu ekip, karşılaşılan ikilemi incelemek için 20 yılı aşkın bir süredir araştırma yapıyor.
"Femtosaniye lazer işleme mekanizmasını tam olarak anlamak için femtosaniye lazer ve malzeme etkileşimi 'kara kutusunu' açmak gerekir." dedi Jiang Lan.
Femtosaniye lazer işleme sırasında malzemenin yerel geçici özellikleri büyük ölçüde değişecektir; bu değişikliği araştırmak için Jiang Lan ve ekibi, femtosaniye lazer işlemenin şeklini ilk kez tahmin etmek için bir plazma kuantum modeli oluşturdu ve başarıyla tahmin etti. bir dizi önemli anormal etki. Başlangıçta akademik topluluk şüpheciydi, ancak Jiang Lan tarafından önerilen modelin ana varsayımları ve tahminleri dünya çapında geniş çapta doğrulandıkça, araştırma sonuçları yavaş yavaş kabul görmeye başladı.
Model doğrulandıktan sonra, sonuçları desteklemek için, yani femtosaniye lazer üretim sürecini "filme almak" için sezgisel gözlemlere hâlâ ihtiyaç vardır. Geleneksel gözlem teknolojisi tek bir perspektife sahip olduğundan ve hala iki boyutlu olduğundan, femtosaniye lazer işleme sürecinde yer alan çok boyutlu bilgileri yakalayamamaktadır. Jiang Lan, ekibin çapraz ölçekli, yarı üç boyutlu, ultra hızlı bir sürekli kamera sistemi geliştirmesine öncülük etti; bu sistem, femtosaniyelik lazer-materyal etkileşimi sürecinde ilk kez 15 zaman ölçeğinde panoramik bir gözlem gerçekleştirdi.
Bir dizi orijinal sonuçla Jiang Lan, femtosaniye lazer üretim araştırması alanında lider haline geldi. Aslında Jiang Lan, doktora sonrası çalışması sırasında femtosaniye lazer üretimi üzerine araştırmalar yapmaya başladı. O zamanlar femtosaniye lazer ekipmanı, proje finansmanı ve laboratuvar yoktu, yalnızca bir bilgisayara güvenerek Jiang Lan zorlu bir araştırmaya başladı.
Femtosaniye lazer üretimi, mekanik, fizik, optik, malzeme, kimya vb. gibi birden fazla disiplini içerir. Alışılmadık alanlar için Jiang Lan, kendi kendine çalışma veya ilgili uzmanlara danışarak mekanik dışındaki birçok disiplinde atılımlar yaptı ve bu aynı zamanda temelleri de attı. bir sonraki araştırma.
Femtosaniye lazerlerin özellikleri, düşük işleme verimliliğine, düşük derinlik-çap oranına ve kırınım sınırından daha kötü işleme doğruluğuna yol açar. Üstesinden gelinmesi gereken bir diğer engel ise femtosaniye lazerlerin üretim sürecini düzenlemenin bir yolunu bulmaktır.
Model öngörüsüne dayanarak Jiang Lan, elektronik dinamik kontrol imalatında yeni bir prensip ve yönteme öncülük etti ve böylece işleme sonuçlarının kontrolünü gerçekleştirdi.
Jiang Lan, ekibin el yordamıyla doğrulama yapmasını sağladı ve son olarak, elektronik dinamik düzenlemenin yeni ilkesine dayanarak işleme verimliliği 56 kat artırıldı, derinlik-çap oranı 260 kat artırıldı, böylece dalga boyunun 1/14'üne kadar tekrarlanabilir işleme doğruluğu vb.
"Daha gelişmiş herhangi bir işleme teknolojisi, yalnızca kağıt üzerinde kalırsa iyi uygulama geliştirmeyi başaramaz." dedi Jiang Lan.
Jiang Lan, elektronik dinamik düzenlemenin yeni ilkelerine ve yöntemlerine dayanarak ekibin, işlenmesi zor malzemelerin birbiri ardına üç boyutlu karmaşık mikrofabrikasyonunun üretiminde bir dizi darboğazın aşılmasına öncülük etti, elektronik gibi yeni teknolojiler icat etti. kontrol deliklerinin, kesmenin, tesviyenin ve gravürün dinamik olarak düzenlenmesi, bir dizi yeni ekipman geliştirdi ve femtosaniye lazer üretiminin ve büyük ölçekli endüstriyel uygulamaların ana mühendislik uygulamalarının gerçekleştirilmesinde öncülük etti.
"Tanınmış cep telefonu tam ekran şekilli kesme ve diğer teknolojiler de odaklandığımız teknolojilerden biri." Jiang Lan, yeni prensipler, yeni teknolojiler üreten elektronik dinamik modülasyonun uygulanmasını tanıttı, ekip ve işletme ortaklaşa bir femtosaniye lazer elektronik dinamik modülasyon kesme / delik açma yeni ekipman geliştirdi, genel uluslararası lider seviyenin performansı.
Laboratuvar teknolojisinden endüstriyel uygulamalara kadar teknolojinin yolu açık olmasına rağmen yine de maliyet, pratiklik ve diğer kısıtlamaların dikkate alınması gerekmektedir. Bu amaçla Jiang Lan'ın ekibi, ortak şirketlerle birlikte süreci defalarca doğruluyor ve parametreleri ayarlıyor. "Genellikle laboratuvarda, bazen belirli bir performansı mükemmelleştirmek için, bir yıl süren yoğun çalışmadan önce ve sonra ıslanır." Jiang Lan'ın ekip üyesi Pekin Teknoloji Enstitüsü'nde profesör olan Hu Jie hatırladı.
Kompozit malzemelerin yüksek kalitede işlenmesiyle uğraşmak, yeni malzemeler ve yeni cihazlar hazırlamak ve yüksek hassasiyetli üretim ekipmanları geliştirmek ...... Günümüzde Jiang Lan'ın ekibi, yüksek kaliteli ve orijinal çalışmalarıyla Lazer üretiminin uygulama senaryoları. "Bilimsel araştırma, gerçekten değerli işler yapmalıyız, 'gökyüzünün tepesinde' bilimsel araştırma yapmalıyız, yeşil meyve toplamamalıyız." Jiang Lan'ın takımın öğretmenleri ve öğrencilerine yönelik gereksinimleri takım kültürünün bir parçası haline geldi.
Yıllar önce lazer üretimi, makine mühendisliği alanının yalnızca üçüncül bir dalıydı ve ilgili departmanlardan sistematik bir destek alınmıyordu. Az sayıda araştırmacı vardı, araştırma fonu azdı, küçük sanayi ölçeği vardı ve dünyanın ileri düzeyiyle karşılaştırıldığında aradaki fark barizdi.
Jiang Lan, bir veya iki takıma güvenmenin tek başına yetişmenin işe yaramayacağını fark etti, "disiplini daha büyük ve daha güçlü hale getirmek için bilimsel araştırma camiasını ve endüstriyi bir araya getirmeli ve birlikte çalışmalıyız".
2008 yılında Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı, yüksek enerjili ışınlar ve özel enerji alanı imalatını öncelikli destek yönü olarak listeledi; lazer üretimi bunun önemli bir yönüdür ve Jiang Lan bu alandan sorumlu kişi olarak yer almaktadır. . Eski bilim adamlarının rehberliğinde Jiang Lan, 12 yıl içinde Fon Komitesinin yüksek enerjili ışın ve özel enerji alanı alanının planlamasının iki bölümünün yazılmasına öncülük etti ve lazer üretimi alanında belirli başarılara ulaştı. teorik sonuçlar.
Jiang Lan, lazer alanında ulusal veya bakanlık bilim ve teknoloji programlarını teşvik etmek amacıyla uzman grubunun endüstriyel zincirin kısa devrelerini ayırmak ve endüstrinin kalkınma planını hazırlamak için çok fazla zaman ve enerji harcamasına öncülük etti. üretme. Lazer üretimi ve diğer yönlere yönelik 12 ulusal orta ve uzun vadeli bilim ve teknoloji geliştirme planının yanı sıra Bilim ve Teknoloji Bakanlığı ve Vakıf Komisyonu'nun beş yıllık bakanlık bilim ve teknoloji planlarının yazılmasında öncülük yaptı.
Bunlar arasında, "13. Beş Yıllık Plan" ulusal temel araştırma ve geliştirme programı olan "katkılı üretim ve lazer üretimi", projenin gerekçelendirilmesi iki buçuk yıl sürdü. "O zamanlar ben ve uzman grup üyeleri sıklıkla sabahın erken saatlerine kadar çalışır ve tartışırız." Jiang Lan hatırlıyor.
30'dan fazla tematik tartışma, 70'den fazla işletmeye araştırma ziyareti, milyonlarca kelimelik argümantasyon materyallerinin yazılması ...... Jiang Lan ve uzman grup her şeyi ortaya koyuyor. Daha sonra, "14. Beş Yıllık Plan" yuvarlanma desteğine özel erişim, ulusal kilit uzmanlıkların "uzun bir tahta inşa eden" tek üretim alanı haline geldi.
Yüzlerce bilimsel araştırma kurumu, lazer üretimi ile ilgili araştırmalar yapan binlerce firma, farklı uzmanlıklarımız, ilgilerimiz var, herkesi nasıl bir araya getireceğiz? "Jiang Lan her zaman ülkede, endüstrinin gelişme pozisyonunda plan hazırlamak için durdu ve herkesin takdirini kazandı." Bir endüstri uzmanı söyledi.
"Büyük bilim çağında, teknolojinin gelişimi tek başına çabalara dayanamaz." Jiang Lan, lazer üretimi alanında hala çözülmesi gereken birçok sorun olduğunu, ekibin "dört odaklı" temellere dayanacağını, endüstri, akademi ve saldırı gücünün araştırmalarıyla birleşeceğini ve gerekli katkıları sağlamaya çalışacağını söyledi. üretici ülkeye, eğitime, bilim ve teknolojiye.
