Jiang Lan, född 1972, är född i Zigong, Sichuanprovinsen. Han är en av de första professorerna vid Beijing Institute of Technology och har länge varit engagerad i forskning om femtosekundlasertillverkning och är en av de främsta akademiska ledarna inom lasertillverkning i Kina. Han tilldelades andra priset av National Natural Science Award och He Liang He Li Science and Technology Innovation Award, etc. I maj 2023 tilldelades han det tredje nationella innovationspriset och i november 2023 valdes han till akademiker av den kinesiska vetenskapsakademin.
1 femtosekund är en biljondels sekund. Energin från en laserpuls komprimeras till några femtosekunder och frigörs med mycket hög hastighet, och dess toppeffekt kan ökas med miljontals miljarder gånger, vilket teoretiskt kan bearbeta vilket fast material som helst. Femtosekundlaser, denna oförstörbara "superstarka och ultrasnabba lätta kniv", har breda tillämpningsmöjligheter.
Med fokus på femtosekundlasertillverkningsforskning i mer än 20 år, insåg Jiang Lan-teamet ett antal stora genombrott, han tog ledningen för att skriva ett antal viktiga planer i riktning mot lasertillverkning, för att främja Kinas första echelon inom det internationella området. .
Den första förutsägelsen av formen på femtosekundlaserbehandling
Med så kort tid och hög energi, hur kommer femtosekundlasern att användas? Även om det finns många fördelar på den teoretiska nivån, men under lång tid, kvarstår femtosekundlasertillverkning på den konceptuella nivån.
Från koncept till applikation, var är svårigheten med femtosekundlasertillverkning? Jiang Lan infördes, är den klassiska teorin svårt att förutsäga formen på femtosekund laserbehandling, är bearbetningsmekanismen också svår att beskriva, detta är laget mer än 20 års forskning för att studera det dilemma som står inför.
"Måste öppna femtosekundlasern och materialinteraktionen "svarta lådan", för att helt förstå femtosekundlaserbearbetningsmekanismen." sa Jiang Lan.
Vid femtosekundlaserbearbetning kommer de lokala transienta egenskaperna hos materialet att förändras drastiskt, för att utforska denna förändring har Jiang Lan och hans team etablerat en plasmakvantmodell för att förutsäga formen av femtosekundlaserbehandling för första gången, och framgångsrikt förutspått en rad viktiga onormala effekter. Till en början var det akademiska samfundet skeptiskt, men eftersom de huvudsakliga antagandena och förutsägelserna av modellen som föreslagits av Jiang Lan verifierades i stor utsträckning runt om i världen, fick forskningsresultaten gradvis erkännande.
Efter att ha verifierat modellen finns det fortfarande ett behov av intuitiva observationer för att stödja resultaten, dvs att "filma" processen med femtosekundlasertillverkning. På grund av den traditionella observationstekniken har ett enda perspektiv, och är fortfarande tvådimensionell avbildning, kan inte fånga den flerdimensionella informationen som är involverad i processen för femtosekundlaserbehandling. Jiang Lan ledde teamet att utveckla ett tvärskaligt kvasi-tredimensionellt ultrasnabbt kontinuerligt kamerasystem, som för första gången realiserade en panoramaobservation över 15 tidsskalor i processen av femtosekundlaser-materialinteraktion.
Med en rad ursprungliga resultat har Jiang Lan blivit ledande inom forskning om femtosekundlasertillverkning. Under sitt postdoktorala arbete började Jiang Lan faktiskt forska om femtosekundlasertillverkning. På den tiden fanns det ingen femtosekundlaserutrustning, projektfinansiering och laboratorium, bara beroende på en dator, började Jiang Lan en svår utforskning.
Femtosekundlasertillverkning involverar flera discipliner som mekanik, fysik, optik, material, kemi etc. För de okända områdena gjorde Jiang Lan genombrott inom många andra discipliner än mekanik genom självstudier eller konsultation med relevanta experter, vilket också lade grunden för nästa forskning.
Egenskaperna hos femtosekundlasrar leder till låg bearbetningseffektivitet, lågt förhållande mellan djup och diameter och bearbetningsnoggrannhet som är sämre än diffraktionsgränsen. Ett annat hinder att övervinna är att hitta ett sätt att reglera tillverkningsprocessen av femtosekundlasrar.
Baserat på sin modellförutsägelse var Jiang Lan banbrytande för en ny princip och metod för tillverkning av elektronisk dynamisk styrning, och förverkligade därmed kontrollen av bearbetningsresultaten.
Jiang Lan ledde teamet att verifiera medan de famlade, och slutligen, baserat på den nya principen för elektronisk dynamisk reglering, har bearbetningseffektiviteten ökats med 56 gånger, djup-till-diameter-förhållandet har ökats med 260 gånger, så att repeterbar bearbetningsnoggrannhet upp till 1/14 av våglängden och så vidare.
"All mer avancerad processteknik, om den bara stannar på papper, kan den inte uppnå bra applikationsutveckling." sa Jiang Lan.
Baserat på de nya principerna och metoderna för elektronisk dynamisk reglering ledde Jiang Lan teamet att bryta igenom en rad flaskhalsar i tillverkningen av tredimensionell komplex mikrotillverkning av svårbearbetade material efter varandra, uppfann ny teknik som elektronisk dynamisk reglering av kontrollhål, skärning, utjämning och gravering, utvecklade en serie ny utrustning och tog ledningen för att förverkliga de stora tekniska tillämpningarna för femtosekundlasertillverkning och storskaliga industriella tillämpningar.
"Den välkända mobiltelefonens helskärmsformade skärning och andra teknologier är också en av de teknologier vi fokuserar på." Jiang Lan infördes, tillämpningen av elektronisk dynamisk modulering tillverkning av nya principer, ny teknik, laget och företaget gemensamt utvecklat en femtosekund laser elektronisk dynamisk modulering skärning / hål att göra ny utrustning, prestanda för den övergripande internationella ledande nivån.
Laboratorieteknik till industriella tillämpningar, även om tekniken vägen är tydlig, men måste fortfarande överväga kostnaden, praktiska och andra begränsningar. För detta ändamål verifierar Jiang Lans team, tillsammans med partnerföretag, processen upprepade gånger och justerar parametrarna. "Ofta blötlagd i laboratoriet, ibland för att fullända en viss prestation, före och efter ett helt års intensivt arbete." Jiang Lans teammedlem, Hu Jie, professor vid Beijing Institute of Technology, påminde sig.
Att tackla högkvalitativ bearbetning av kompositmaterial, förbereda nya material och nya enheter och utveckla tillverkningsutrustning med hög precision ...... Nuförtiden fortsätter Jiang Lans team, med sitt högkvalitativa och originella arbete, att öppna upp tillämpningsscenarier för lasertillverkning. "Vetenskaplig forskning, vi måste göra ett riktigt värdefullt arbete, göra "top of the sky" vetenskaplig forskning, inte plocka grön frukt." Jiang Lans krav på lagets lärare och elever har blivit en del av lagets kultur.
För många år sedan var lasertillverkning bara en tertiär gren av maskinteknikområdet, utan något systematiskt stöd från relaterade avdelningar. Det fanns få forskare, lite forskningsfinansiering, liten industriell skala, och klyftan var uppenbar jämfört med världens avancerade nivå.
Jiang Lan insåg att för att komma ikapp, att förlita sig på en eller två lag ensam inte kommer att fungera, "för att göra disciplinen större och starkare måste vi förena det vetenskapliga forskarsamhället och industrin tillsammans och arbeta tillsammans".
2008 listade National Natural Science Foundation of China området för högenergistrålar och tillverkning av specialenergifält som en prioriterad stödriktning, lasertillverkning är en viktig aspekt av det, och Jiang Lan som ansvarig för området . Under ledning av tidigare forskare har Jiang Lan lett författandet av två delar av planeringen av fondkommitténs högenergistrålar och speciella energifältområde inom 12 år, och inom området för lasertillverkning har han uppnått vissa teoretiska resultat.
Jiang Lan ledde expertgruppen att investera mycket tid och energi för att reda ut de korta brädorna i industrikedjan och förbereda industrins utvecklingsplan, för att främja nationella eller departementsvetenskapliga och tekniska program inom laserområdet tillverkning. Han har tagit ledningen för att skriva 12 nationella medellång- och långsiktiga utvecklingsplaner för vetenskap och teknik för lasertillverkning och andra riktningar, samt femåriga ministeriella vetenskaps- och teknikplaner från ministeriet för vetenskap och teknik och Foundation Commission.
Bland dem, den "13:e femårsplanen" nationella nyckelforsknings- och utvecklingsprogram - "additiv tillverkning och lasertillverkning", projektets motivering tog två och ett halvt år. "På den tiden arbetar jag och expertgruppens medlemmar ofta och diskuterar fram till tidigt på morgonen." minns Jiang Lan.
Mer än 30 tematisk diskussion, forskningsbesök till mer än 70 företag, skriva miljontals ord av argumentation material ...... Jiang Lan och expertgruppen att gå alla ut. Efteråt, den speciella tillgången till den "14:e femårsplanen" rullande stöd, blir det enda tillverkningsområdet "bygga en lång styrelse" av nationella nyckelspecialiteter.
Hundratals vetenskapliga forskningsinstitutioner, tusentals företag som är engagerade i lasertillverkningsrelaterad forskning, vi har olika expertis, intresse, hur man sammanför alla? "Jiang Lan har alltid stått i landet, branschens utveckling position för att förbereda planen, och fick allas erkännande." En branschexpert sa.
"I den stora vetenskapens tidevarv kan teknikutvecklingen inte förlita sig på soloinsatser." Jiang Lan sa att det fortfarande finns många problem att lösa inom lasertillverkning, laget kommer att baseras på de "fyra orienterade", förenade med industrin, akademin och forskningen i attackstyrkan, och strävar efter att göra vederbörliga bidrag till tillverkningslandet, utbildning och vetenskap och teknik.
