Jiang Lan, nacido en 1972, es originario de Zigong, provincia de Sichuan. Es uno de los primeros profesores catedráticos del Instituto de Tecnología de Beijing, ha estado involucrado durante mucho tiempo en la investigación de la fabricación con láser de femtosegundo y es uno de los principales líderes académicos en el campo de la fabricación con láser en China. Recibió el segundo premio del Premio Nacional de Ciencias Naturales y el Premio a la Innovación en Ciencia y Tecnología He Liang He Li, etc. En mayo de 2023 recibió el Tercer Premio Nacional de Innovación y en noviembre de 2023 fue elegido académico. de la Academia China de Ciencias.
1 femtosegundo es una billonésima de segundo. La energía de un pulso láser se comprime en unos pocos femtosegundos y se libera a una velocidad muy alta, y su potencia máxima se puede aumentar millones de miles de millones de veces, lo que teóricamente puede procesar cualquier material sólido. El láser de femtosegundo, este "cuchillo ligero súper fuerte y ultrarrápido" indestructible, tiene amplias perspectivas de aplicación.
Centrándose en la investigación de fabricación de láser de femtosegundo durante más de 20 años, el equipo de Jiang Lan logró una serie de avances importantes y tomó la iniciativa en la redacción de una serie de planes importantes en la dirección de la fabricación de láser, para promover el primer escalón de China en el campo de la internacionalización. .
La primera predicción de la forma del procesamiento con láser de femtosegundo.
Con tan poco tiempo y tanta energía, ¿cómo se utilizará el láser de femtosegundo? Aunque existen muchas ventajas a nivel teórico, durante mucho tiempo las aplicaciones de fabricación con láser de femtosegundo permanecen en el nivel conceptual.
Desde el concepto hasta la aplicación, ¿dónde está la dificultad de la fabricación con láser de femtosegundo? Jiang Lan presentó, la teoría clásica es difícil de predecir la forma del procesamiento con láser de femtosegundo, el mecanismo de procesamiento también es difícil de describir, este es el equipo de más de 20 años de investigación para estudiar el dilema que enfrenta.
"Debe abrir la 'caja negra' de interacción del láser de femtosegundo y el material para comprender completamente el mecanismo de procesamiento del láser de femtosegundo". Dijo Jiang Lan.
Cuando se procesa con láser de femtosegundo, las propiedades transitorias locales del material cambiarán drásticamente. Para explorar este cambio, Jiang Lan y su equipo establecieron por primera vez un modelo cuántico de plasma para predecir la forma del procesamiento con láser de femtosegundo y predijeron con éxito. una serie de importantes efectos anómalos. Al principio, la comunidad académica se mostró escéptica, pero a medida que las principales suposiciones y predicciones del modelo propuesto por Jiang Lan fueron ampliamente verificadas en todo el mundo, los resultados de la investigación fueron ganando reconocimiento gradualmente.
Después de verificar el modelo, todavía se necesitan observaciones intuitivas para respaldar los resultados, es decir, "filmar" el proceso de fabricación del láser de femtosegundo. Debido a que la tecnología de observación tradicional tiene una perspectiva única y sigue siendo una imagen bidimensional, no puede capturar la información multidimensional involucrada en el proceso de procesamiento con láser de femtosegundo. Jiang Lan dirigió el equipo para desarrollar un sistema de cámara continua ultrarrápida cuasi tridimensional de escala cruzada, que por primera vez realizó una observación panorámica en 15 escalas de tiempo en el proceso de interacción láser-material de femtosegundo.
Con una serie de resultados originales, Jiang Lan se ha convertido en un líder en el campo de la investigación sobre la fabricación de láseres de femtosegundo. De hecho, durante su trabajo postdoctoral, Jiang Lan comenzó a realizar investigaciones sobre la fabricación de láser de femtosegundo. En ese momento, no había equipo láser de femtosegundo, financiación de proyectos ni laboratorio, solo dependía de una computadora, Jiang Lan comenzó una exploración difícil.
La fabricación de láser de femtosegundo involucra múltiples disciplinas como mecánica, física, óptica, materiales, química, etc. Para los campos desconocidos, Jiang Lan logró avances en muchas disciplinas distintas a la mecánica a través del autoestudio o la consulta de expertos relevantes, lo que también sentó las bases para la próxima investigación.
Las características de los láseres de femtosegundo conducen a una baja eficiencia de procesamiento, una baja relación profundidad-diámetro y una precisión de procesamiento peor que el límite de difracción. Otro obstáculo a superar es encontrar una manera de regular el proceso de fabricación de láseres de femtosegundo.
Basándose en la predicción de su modelo, Jiang Lan fue pionero en un nuevo principio y método de fabricación con control dinámico electrónico, logrando así el control de los resultados del procesamiento.
Jiang Lan dirigió al equipo para verificar mientras tanteaba y, finalmente, basándose en el nuevo principio de regulación dinámica electrónica, la eficiencia del procesamiento se incrementó 56 veces, la relación profundidad-diámetro se incrementó 260 veces, de modo que el Precisión de procesamiento repetible de hasta 1/14 de la longitud de onda, etc.
"Cualquier tecnología de procesamiento más avanzada, si sólo se queda en el papel, no puede lograr un buen desarrollo de aplicaciones". Dijo Jiang Lan.
Basado en los nuevos principios y métodos de regulación dinámica electrónica, Jiang Lan dirigió al equipo para superar una serie de cuellos de botella en la fabricación de microfabricación compleja tridimensional de materiales difíciles de mecanizar, uno tras otro, inventó nuevas tecnologías como la electrónica. regulación dinámica de orificios de control, corte, nivelación y grabado, desarrolló una serie de nuevos equipos y tomó la iniciativa en la realización de las principales aplicaciones de ingeniería de la fabricación con láser de femtosegundo y aplicaciones industriales a gran escala.
"El conocido corte en forma de pantalla completa de teléfonos móviles y otras tecnologías también son una de las tecnologías en las que nos centramos". Jiang Lan presentó la aplicación de nuevos principios de fabricación de modulación dinámica electrónica, nuevas tecnologías, el equipo y la empresa desarrollaron conjuntamente un nuevo equipo de corte/agujero de modulación dinámica electrónica con láser de femtosegundo, el rendimiento del nivel líder internacional general.
Desde la tecnología de laboratorio hasta las aplicaciones industriales, aunque el camino tecnológico es claro, aún es necesario considerar el costo, la practicidad y otras limitaciones. Para ello, el equipo de Jiang Lan, junto con empresas asociadas, verifica repetidamente el proceso y ajusta los parámetros. "A menudo sumergidos en el laboratorio, a veces para perfeccionar una determinada actuación, antes y después de un año entero de intenso trabajo". Recordó el miembro del equipo de Jiang Lan, Hu Jie, profesor del Instituto de Tecnología de Beijing.
Abordar el procesamiento de alta calidad de materiales compuestos, preparar nuevos materiales y nuevos dispositivos, y desarrollar equipos de fabricación de alta precisión... Hoy en día, el equipo de Jiang Lan, con su trabajo original y de alta calidad, continúa abriendo el camino Escenarios de aplicación de la fabricación por láser. "En la investigación científica, tenemos que hacer un trabajo realmente valioso, hacer investigación científica 'en la cima del cielo', no recoger frutas verdes". Los requisitos de Jiang Lan para los profesores y estudiantes del equipo se han convertido en parte de la cultura del equipo.
Hace años, la fabricación con láser era sólo una rama terciaria del campo de la ingeniería mecánica, sin el apoyo sistemático de los departamentos relacionados. Había pocos investigadores, poca financiación para la investigación, pequeña escala industrial y la brecha era obvia en comparación con el nivel avanzado del mundo.
Jiang Lan se dio cuenta de que para ponerse al día, depender solo de uno o dos equipos no funcionará, "para hacer que la disciplina sea más grande y más fuerte, debemos unir a la comunidad de investigación científica y la industria, y trabajar juntos".
En 2008, la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China incluyó el campo de los haces de alta energía y la fabricación de campos de energía especiales como una dirección prioritaria de apoyo, la fabricación con láser es un aspecto importante y Jiang Lan como la persona a cargo del campo. . Bajo la dirección de antiguos académicos, Jiang Lan ha dirigido la redacción de dos partes de la planificación del área de haz de alta energía y campo de energía especial del Comité del Fondo en un plazo de 12 años, y en el campo de la fabricación de láser, ha logrado ciertos resultados teóricos.
Jiang Lan dirigió el grupo de expertos para invertir mucho tiempo y energía para resolver los problemas de la cadena industrial y preparar el plan de desarrollo de la industria, a fin de promover los programas nacionales o ministeriales de ciencia y tecnología en el campo del láser. fabricación. Ha liderado la redacción de 12 planes nacionales de desarrollo científico y tecnológico a mediano y largo plazo para la fabricación de láser y otras direcciones, así como planes ministeriales quinquenales de ciencia y tecnología del Ministerio de Ciencia y Tecnología y la Comisión de Fundación.
Entre ellos, el programa nacional clave de investigación y desarrollo "13º Plan Quinquenal" - "fabricación aditiva y fabricación por láser", la justificación del proyecto tomó dos años y medio. "En ese momento, los miembros del grupo de expertos y yo solemos trabajar y discutir hasta la madrugada". Recuerda Jiang Lan.
Más de 30 debates temáticos, visitas de investigación a más de 70 empresas, redacción de millones de palabras de materiales de argumentación... Jiang Lan y el grupo de expertos hicieron todo lo posible. Posteriormente, el acceso especial al soporte rodante del "14º Plan Quinquenal" se convirtió en el único campo de fabricación "construir una tabla larga" de especialidades clave nacionales.
Cientos de instituciones de investigación científica, miles de empresas dedicadas a la investigación relacionada con la fabricación de láser, tenemos diferentes conocimientos e intereses, ¿cómo unir a todos? "Jiang Lan siempre ha estado en el país, la posición de desarrollo de la industria para preparar el plan, y se ganó el reconocimiento de todos." Dijo un experto de la industria.
"En la era de la gran ciencia, el desarrollo de la tecnología no puede depender de esfuerzos individuales". Jiang Lan dijo que todavía quedan muchos problemas por resolver en el campo de la fabricación de láser, el equipo se basará en los "cuatro orientados", unidos con la industria, la academia y la investigación de la fuerza de ataque, y se esforzará por hacer las contribuciones debidas. al país fabricante, educación y ciencia y tecnología.
