Jiang Lan, dilahirkan pada tahun 1972, adalah penduduk asli Zigong, Wilayah Sichuan. Beliau adalah salah seorang profesor kerusi pertama Institut Teknologi Beijing, dan telah lama terlibat dalam penyelidikan fabrikasi laser femtosecond, dan merupakan salah seorang pemimpin akademik utama dalam bidang fabrikasi laser di China. Beliau telah dianugerahkan hadiah kedua Anugerah Sains Semula Jadi Kebangsaan dan Anugerah Inovasi Sains dan Teknologi He Liang He Li, dsb. Pada Mei 2023, beliau telah dianugerahkan Hadiah Inovasi Kebangsaan Ketiga, dan pada November 2023, beliau telah dipilih sebagai ahli akademik daripada Akademi Sains China.
1 femtosaat ialah satu trilion saat. Tenaga nadi laser dimampatkan menjadi beberapa femtosaat dan dilepaskan pada kelajuan yang sangat tinggi, dan kuasa puncaknya boleh ditingkatkan berjuta-juta kali ganda, yang secara teorinya boleh memproses sebarang bahan pepejal. Laser femtosecond, "pisau ringan yang sangat kuat dan ultra-pantas" yang tidak dapat dihancurkan ini, mempunyai prospek aplikasi yang luas.
Memfokuskan pada penyelidikan pembuatan laser femtosaat selama lebih daripada 20 tahun, pasukan Jiang Lan menyedari beberapa kejayaan besar, beliau memimpin dalam menulis beberapa rancangan penting ke arah pembuatan laser, untuk mempromosikan eselon pertama China dalam bidang antarabangsa .
Ramalan pertama bentuk pemprosesan laser femtosecond
Dengan masa yang singkat dan tenaga yang tinggi, bagaimanakah laser femtosecond akan digunakan? Walaupun terdapat banyak kelebihan di peringkat teori, tetapi untuk masa yang lama, aplikasi pembuatan laser femtosecond kekal pada tahap konseptual.
Dari konsep kepada aplikasi, di manakah kesukaran pembuatan laser femtosecond? Jiang Lan memperkenalkan, teori klasik adalah sukar untuk meramalkan bentuk pemprosesan laser femtosecond, mekanisme pemprosesan juga sukar untuk menerangkan, ini adalah pasukan lebih daripada 20 tahun penyelidikan untuk mengkaji dilema yang dihadapi.
"Mesti membuka 'kotak hitam' laser femtosecond dan interaksi bahan, untuk memahami sepenuhnya mekanisme pemprosesan laser femtosecond." Jiang Lan berkata.
Apabila pemprosesan laser femtosaat, sifat sementara tempatan bahan akan berubah secara drastik, untuk meneroka perubahan ini, Jiang Lan dan pasukannya telah menubuhkan model kuantum plasma untuk meramalkan bentuk pemprosesan laser femtosaat buat kali pertama, dan berjaya meramalkan. satu siri kesan anomali yang penting. Pada mulanya, komuniti akademik ragu-ragu, tetapi kerana andaian dan ramalan utama model yang dicadangkan oleh Jiang Lan telah disahkan secara meluas di seluruh dunia, hasil penyelidikan secara beransur-ansur mendapat pengiktirafan.
Selepas mengesahkan model, masih terdapat keperluan untuk pemerhatian intuitif untuk menyokong keputusan, iaitu, untuk "membuat filem" proses pembuatan laser femtosaat. Oleh kerana teknologi pemerhatian tradisional mempunyai satu perspektif, dan masih pengimejan dua dimensi, tidak dapat menangkap maklumat berbilang dimensi yang terlibat dalam proses pemprosesan laser femtosecond. Jiang Lan mengetuai pasukan untuk membangunkan sistem kamera berterusan ultrafast berskala rentas kuasi tiga dimensi, yang buat pertama kalinya merealisasikan pemerhatian panorama merentas 15 skala masa dalam proses interaksi bahan laser femtosaat.
Dengan satu siri hasil asal, Jiang Lan telah menjadi peneraju dalam bidang penyelidikan pembuatan laser femtosecond. Malah, semasa kerja pasca doktoralnya, Jiang Lan mula menjalankan penyelidikan mengenai fabrikasi laser femtosecond. Pada masa itu, tiada peralatan laser femtosecond, pembiayaan projek dan makmal, hanya bergantung pada komputer, Jiang Lan memulakan penerokaan yang sukar.
Fabrikasi laser femtosaat melibatkan pelbagai disiplin seperti mekanik, fizik, optik, bahan, kimia, dll. Bagi bidang yang tidak dikenali, Jiang Lan membuat kejayaan dalam banyak disiplin selain mekanik melalui kajian sendiri atau berunding dengan pakar yang berkaitan, yang juga meletakkan asas untuk penyelidikan seterusnya.
Ciri-ciri laser femtosaat membawa kepada kecekapan pemprosesan yang rendah, nisbah kedalaman-ke-diameter yang rendah, dan ketepatan pemprosesan lebih teruk daripada had pembelauan. Satu lagi halangan untuk diatasi ialah mencari cara untuk mengawal proses pembuatan laser femtosaat.
Berdasarkan ramalan modelnya, Jiang Lan mempelopori prinsip dan kaedah baharu pembuatan kawalan dinamik elektronik, sekali gus merealisasikan kawalan hasil pemprosesan.
Jiang Lan mengetuai pasukan untuk mengesahkan semasa meraba-raba, dan akhirnya, berdasarkan prinsip baharu peraturan dinamik elektronik, kecekapan pemprosesan telah meningkat sebanyak 56 kali, nisbah kedalaman-ke-diameter telah meningkat sebanyak 260 kali, supaya ketepatan pemprosesan berulang sehingga 1/14 daripada panjang gelombang dan sebagainya.
"Mana-mana teknologi pemprosesan yang lebih maju, jika ia hanya kekal di atas kertas, ia tidak dapat mencapai pembangunan aplikasi yang baik." Jiang Lan berkata.
Berdasarkan prinsip dan kaedah baharu peraturan dinamik elektronik, Jiang Lan mengetuai pasukan itu untuk menerobos siri kesesakan dalam pembuatan mikrofabrikasi kompleks tiga dimensi bahan yang sukar dimesin satu demi satu, mencipta teknologi baharu seperti elektronik. peraturan dinamik lubang kawalan, memotong, meratakan, dan ukiran, membangunkan satu siri peralatan baharu, dan menerajui dalam merealisasikan aplikasi kejuruteraan utama pembuatan laser femtosaat dan aplikasi industri berskala besar.
"Pemotongan berbentuk skrin penuh telefon bimbit yang terkenal dan teknologi lain juga merupakan salah satu teknologi yang kami fokuskan." Jiang Lan memperkenalkan, penerapan modulasi dinamik elektronik mengeluarkan prinsip-prinsip baru, teknologi baru, pasukan dan perusahaan bersama-sama membangunkan laser femtosecond modulasi dinamik elektronik pemotongan / lubang membuat peralatan baru, prestasi keseluruhan peringkat terkemuka antarabangsa.
Teknologi makmal kepada aplikasi industri, walaupun laluan teknologi adalah jelas, tetapi masih perlu mempertimbangkan kos, praktikal dan kekangan lain. Untuk tujuan ini, pasukan Jiang Lan, bersama syarikat rakan kongsi, berulang kali mengesahkan proses dan melaraskan parameter. "Selalunya direndam di dalam makmal, kadang-kadang untuk menyempurnakan prestasi tertentu, sebelum dan selepas setahun penuh bekerja." Ahli pasukan Jiang Lan, Hu Jie, seorang profesor di Institut Teknologi Beijing, mengingatkan.
Menangani pemprosesan bahan komposit berkualiti tinggi, menyediakan bahan baharu dan peranti baharu, dan membangunkan peralatan pembuatan berketepatan tinggi ...... Pada masa kini, pasukan Jiang Lan, dengan kerja yang berkualiti tinggi dan asli, terus membuka senario aplikasi pembuatan laser. "Penyelidikan saintifik, kita perlu melakukan kerja yang sangat berharga, melakukan penyelidikan saintifik 'top of the sky', jangan memetik buah hijau." Keperluan Jiang Lan untuk guru dan pelajar pasukan telah menjadi sebahagian daripada budaya pasukan.
Bertahun-tahun yang lalu, pembuatan laser hanyalah cabang tertiari dalam bidang kejuruteraan mekanikal, tanpa sokongan sistematik daripada jabatan berkaitan. Terdapat sedikit penyelidik, sedikit pembiayaan penyelidikan, skala industri kecil, dan jurang itu jelas berbanding dengan peringkat lanjutan dunia.
Jiang Lan menyedari bahawa untuk mengejar, bergantung pada satu atau dua pasukan sahaja tidak akan berfungsi, "untuk menjadikan disiplin lebih besar dan lebih kukuh, kita mesti menyatukan komuniti penyelidikan saintifik dan industri bersama-sama, dan bekerjasama".
Pada tahun 2008, Yayasan Sains Semula Jadi Kebangsaan China menyenaraikan bidang rasuk bertenaga tinggi dan pembuatan medan tenaga khas sebagai arah keutamaan sokongan, pembuatan laser adalah aspek pentingnya, dan Jiang Lan sebagai orang yang bertanggungjawab ke atas bidang tersebut. . Di bawah bimbingan bekas ulama, Jiang Lan telah mengetuai penulisan dua bahagian perancangan pancaran tenaga tinggi dan kawasan medan tenaga khas Jawatankuasa Dana dalam tempoh 12 tahun, dan dalam bidang pembuatan laser, beliau telah mencapai tahap tertentu. hasil teori.
Jiang Lan mengetuai kumpulan pakar untuk melabur banyak masa dan tenaga untuk menyusun papan pendek rantaian industri dan menyediakan rancangan pembangunan industri, untuk mempromosikan program sains dan teknologi negara atau kementerian dalam bidang laser pembuatan. Beliau telah menerajui dalam menulis 12 rancangan pembangunan sains dan teknologi jangka sederhana dan panjang negara untuk pembuatan laser dan hala tuju lain, serta rancangan sains dan teknologi kementerian lima tahun Kementerian Sains dan Teknologi dan Suruhanjaya Yayasan.
Antaranya, program penyelidikan dan pembangunan utama negara "Rancangan Lima Tahun ke-13" - "pembuatan tambahan dan pembuatan laser", justifikasi projek mengambil masa dua setengah tahun. "Ketika itu, saya dan ahli kumpulan pakar sering bekerja dan berbincang sehingga awal pagi." Jiang Lan teringat.
Lebih daripada 30 perbincangan tematik, lawatan penyelidikan ke lebih daripada 70 perusahaan, menulis berjuta-juta perkataan bahan argumentasi ...... Jiang Lan dan kumpulan pakar untuk pergi semua keluar. Selepas itu, akses khas kepada sokongan bergulir "Rancangan Lima Tahun ke-14", menjadi satu-satunya bidang pembuatan "membina papan panjang" kepakaran utama negara.
Beratus-ratus institusi penyelidikan saintifik, beribu-ribu syarikat yang terlibat dalam penyelidikan berkaitan pembuatan laser, kami mempunyai kepakaran yang berbeza, minat, bagaimana untuk membawa semua orang bersama-sama? "Jiang Lan sentiasa berdiri di negara ini, kedudukan pembangunan industri untuk menyediakan rancangan itu, dan mendapat pengiktirafan semua orang." Seorang pakar industri berkata.
"Dalam era sains besar, pembangunan teknologi tidak boleh bergantung kepada usaha solo." Jiang Lan berkata bahawa masih terdapat banyak masalah yang perlu diselesaikan dalam bidang pembuatan laser, pasukan itu akan berdasarkan "berorientasikan empat", bersatu dengan industri, akademik dan penyelidikan pasukan penyerang, dan berusaha untuk membuat sumbangan yang sewajarnya. kepada negara pembuatan, pendidikan dan sains dan teknologi.
