ที่กำลังเท่ากัน ยิ่งระยะเวลาพัลส์เลเซอร์สั้นลง พลังงานทันทีก็จะยิ่งสูงขึ้น เมื่อระยะเวลาพัลส์เลเซอร์สั้นเท่ากับหนึ่งในล้านล้านของระดับที่สอง กำลังไฟฟ้าสูงสุดที่เกิดขึ้นทันทีสามารถเกินหนึ่งล้านล้านวัตต์ มากกว่าหลายร้อยเท่าของกำลังไฟฟ้าที่ติดตั้งรวมกันของโรงไฟฟ้าทั่วโลก นี่คือเลเซอร์เฟมโตวินาที
ด้วยการปรับลักษณะของพัลส์เลเซอร์ femtosecond ในโดเมนเวลา พื้นที่ และความถี่ เลเซอร์ femtosecond จะกลายเป็นรูปร่าง ซึ่งเป็นลักษณะของเครื่องมือที่ยืดหยุ่นและปรับได้ซึ่งทำลายไม่ได้ในระดับไมครอน ระดับนาโน เพื่อให้การตัด การเจาะที่มีความแม่นยำสูงเสร็จสมบูรณ์ การปรับระดับและอื่น ๆ และแม้กระทั่งสามารถตระหนักถึงระดับอิเล็กทรอนิกส์ของการควบคุมของ ...... เมื่อกว่า 20 ปีที่แล้ว Jiang Lan ได้เห็นเลเซอร์ femtosecond การใช้เลเซอร์ femtosecond มีศักยภาพที่ดี
ปัจจุบัน Jiang Lan และทีมงานของเขาใน School of Mechanical and Vehicle Engineering of Beijing Institute of Technology เป็นคนแรกที่ทำนายรูปร่างของการประมวลผลด้วยเลเซอร์ femtosecond ในเวทีระหว่างประเทศ และเป็นคนแรกที่เสนอหลักการใหม่ของไดนามิกอิเล็กทรอนิกส์ด้วยเลเซอร์ femtosecond ควบคุมการผลิต เป็นคนแรกที่ตระหนักถึงระดับอิเล็กทรอนิกส์ของการควบคุมการใช้งานการผลิตด้วยเลเซอร์ เป็นคนแรกที่พัฒนาชุดแรกของระบบการสังเกตต่อเนื่องความเร็วสูงกึ่งสามมิติพิเศษข้ามเครื่องชั่ง เป็นคนแรกที่บรรลุการสังเกตระดับอิเล็กทรอนิกส์ของ การผลิตเลเซอร์ เป็นรายแรกที่ประสบความสำเร็จในการใช้งานทางวิศวกรรมที่สำคัญของการผลิตเลเซอร์ femtosecond และเป็นรายแรกที่ตระหนักถึงการผลิตเลเซอร์ femtosecond ซึ่งเป็นรายแรกที่ตระหนักถึงการใช้งานทางวิศวกรรมที่สำคัญของการผลิตเลเซอร์ femtosecond และเป็นรายแรกที่ตระหนักถึงการใช้งานทางอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ของ femtosecond การผลิตเลเซอร์
Jiang Lan (ที่สามจากซ้าย) แนะนำนักเรียนให้ทำการทดลองเกี่ยวกับการประมวลผลการปรับแบบไดนามิกของอิเล็กตรอนเลเซอร์เฟมโตวินาที
นับตั้งแต่กำเนิดเลเซอร์ทับทิมตัวแรกของมนุษยชาติในปี 1960 นักวิทยาศาสตร์ยังคงผลักดันประสิทธิภาพของเลเซอร์ให้เร็วขึ้นและแข็งแกร่งขึ้นอย่างต่อเนื่อง ในทศวรรษที่ 1980 นักวิจัยพบว่าเมื่อระยะเวลาพัลส์ของเลเซอร์สั้นเท่ากับหนึ่งในล้านล้านของระดับที่สอง ความเข้มมากกว่าหนึ่งล้านล้านวัตต์ในช่วงเวลาที่เร็วมากและรุนแรงเป็นพิเศษ แบบจำลองทางทฤษฎีคลาสสิกไม่สามารถ อธิบายกลไกปฏิสัมพันธ์ระหว่างสสารและสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่รวดเร็วและรุนแรงเป็นพิเศษ ซึ่งกลายเป็นปัญหาคอขวดที่จำกัดการพัฒนาของเลเซอร์เฟมโตวินาที ในตอนต้นของศตวรรษนี้ Jiang Lan เข้าสู่สาขาการวิจัยการผลิตเลเซอร์ femtosecond
นักศึกษาระดับปริญญาตรี Jiang Lan มีความสนใจอย่างมากในวิชาฟิสิกส์ "'สัมพัทธภาพ', 'กลศาสตร์ควอนตัม' จึงเป็นทิศทางของการวิจัยของฉัน ซึ่งแสดงโดยการผลิตลำแสงเลเซอร์พลังงานสูงโดยพื้นฐานแล้วเป็นปฏิสัมพันธ์ของพลังงานและสสาร เป็นทิศทางที่ฉันเป็น สนใจมาก! การผลิตลำแสงพลังงานสูงที่ใช้เลเซอร์เป็นหลักนั้นเป็นปฏิกิริยาระหว่างพลังงานกับสสาร ซึ่งเป็นทิศทางที่ฉันสนใจมาก"
หากไม่มีทีม ไม่มีโครงการ มุ่งเน้นไปที่สาขาการวิจัยของสาขาวินัยระดับสาม นึกถึงสถานการณ์เมื่อ 20 กว่าปีที่แล้วเมื่อเขาอยู่คนเดียวในสำนัก ปากของเจียงหลานก็แดงก่ำด้วยร่องรอยแห่งความสุข ชวนให้นึกถึง ของรอยยิ้ม "เป็นช่วงเวลาที่ยอดเยี่ยมที่ได้ดำดิ่งสู่การวิจัยโดยลำพังโดยไม่ถูกรบกวน"
หกปีต่อมา Jiang Lan ได้สร้างความก้าวหน้าในการศึกษาเชิงทฤษฎีเกี่ยวกับการผลิตเลเซอร์เฟมโตวินาที เขาเสนอแบบจำลองอุณหภูมิคู่ที่ได้รับการปรับปรุง ซึ่งขยายขอบเขตการประยุกต์ใช้สมการอุณหภูมิคู่แบบคลาสสิกจากบริเวณอุณหภูมิต่ำของอิเล็กตรอนไปจนถึงช่วงอุณหภูมิอิเล็กตรอนตามอำเภอใจ ปรับปรุงความแม่นยำของการทำนายเกณฑ์สำหรับการประมวลผลเลเซอร์เฟมโตวินาที เขาได้สร้างแบบจำลองควอนตัมพลาสมาเพื่อทำนายรูปร่างของการประมวลผลด้วยเลเซอร์เฟมโตวินาทีเป็นครั้งแรก และประสบความสำเร็จในการคาดการณ์ผลกระทบที่ผิดปกติที่สำคัญหลายอย่าง ซึ่งได้รับการตรวจสอบจากการทดลองระดับนานาชาติและการประเมินเชิงบวกอย่างกว้างขวาง ซึ่งรวมถึงผู้ชนะรางวัลโนเบลด้วย
ในปี 2549 Jiang Lan ได้จัดตั้งทีมวิจัยทางวิทยาศาสตร์ในประเทศแห่งแรกเกี่ยวกับการผลิตเลเซอร์ femtosecond และการประยุกต์ใช้ในกรุงปักกิ่ง
ขณะนั้นสิ่งที่ยืนอยู่ตรงหน้าทีมก็เป็นอีกอุปสรรคหนึ่ง "ข้อบกพร่องโดยธรรมชาติ" ของการประมวลผลด้วยเลเซอร์ femtosecond เช่น ประสิทธิภาพต่ำ ความแม่นยำต่ำกว่าขีดจำกัดการเลี้ยวเบน และอัตราส่วนความลึกต่อเส้นผ่านศูนย์กลางต่ำ เป็นสาเหตุที่ทำให้การประมวลผลด้วยเลเซอร์ femtosecond ไม่ได้ถูกนำมาใช้ในทางปฏิบัติมานานกว่า 20 ปี
Jiang Lan ใช้แบบจำลองที่เขาสร้างขึ้นเพื่อเผยให้เห็นว่าในการแก้ปัญหาข้างต้น แกนกลางคือ "จะเป็นไปได้หรือไม่ที่จะควบคุมไดนามิกของอิเล็กตรอนชั่วคราวในท้องถิ่น" ตามการคาดการณ์แบบจำลองทางทฤษฎีของเขา Jiang Lan เสนอว่าการสร้างรูปร่างอวกาศ-เวลาของเลเซอร์ femtosecond สามารถเกิดขึ้นได้ผ่านการผลิตเลเซอร์ของไดนามิกอิเล็กทรอนิกส์ชั่วคราวในท้องถิ่นของตัวควบคุมที่ใช้งานอยู่ จากนั้นจึงควบคุมผลการประมวลผลของเส้นทางทางเทคนิค เส้นทางทางเทคนิคนี้ขยายขีดจำกัดขีดจำกัดของการผลิตเลเซอร์ได้อย่างมาก ภายใต้การสนับสนุนของแบบจำลองทางทฤษฎีนี้ ทีมงานของ Jiang Lan ได้ปรับปรุงประสิทธิภาพของการประมวลผลเลเซอร์เฟมโตวินาทีขึ้น 56 เท่า ความแม่นยำในการประมวลผลซ้ำที่ 1/14 ของความยาวคลื่น และขีดจำกัดของอัตราส่วนความลึกต่อเส้นผ่านศูนย์กลางจาก 20:1 เป็นมากกว่านั้น 5,000:1.
ต่อมา Jiang Lan ได้เสนอและนำทีมของเขาพัฒนาระบบสังเกตการณ์ต่อเนื่องความเร็วสูงพิเศษแบบเสมือนข้ามสเกล-3D "ในช่วงเวลา 15 ลำดับ อัตราเฟรมสูงสุดที่ล้านล้านเฟรมต่อวินาทีของระบบสังเกตการณ์เพื่อตรวจสอบการปรับไดนามิกของอิเล็กตรอนเลเซอร์ femtosecond ทำให้เกิดหลักการใหม่" เจียงหลานกล่าว
ในนิทรรศการนวัตกรรมทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีระดับชาติ "ห้าปีครั้งที่ 13" ผลการผลิตการควบคุมไดนามิกเลเซอร์อิเล็กตรอนแบบเลเซอร์ femtosecond ของทีม Jiang Lan ได้รับการคัดเลือก นักวิชาการ 11 คนซึ่งประกอบด้วยคณะกรรมการประเมินให้ความเห็นว่า: "เป็นคนแรกที่บรรลุการผลิตเลเซอร์ในระดับอิเล็กทรอนิกส์ของการควบคุมเชิงรุกและการประมวลผลเลเซอร์ femtosecond ของอุตสาหกรรมและการประยุกต์ใช้ทางวิศวกรรมที่สำคัญ ...... โดยรวมถึงระดับชั้นนำระดับนานาชาติ"
คนธรรมดาที่เดินเข้าไปในห้องวิจัยการผลิตไมโครนาโนด้วยเลเซอร์ femtosecond เป็นเรื่องยากที่จะเชื่อมต่ออุปกรณ์ทดลองขนาดใหญ่ที่อยู่ตรงหน้าคุณ รวมถึงเลนส์สายตาหลายร้อยตัวที่เรียงรายอยู่บนโต๊ะงานกับชีวิตจริง แต่นักวิจัยที่เจาะลึกการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ขั้นพื้นฐานได้มองเห็นโอกาสในการนำไปใช้ที่กว้างมาก
การตัดรูปทรงหน้าจอโทรศัพท์มือถือเป็นเทคโนโลยีสำคัญสำหรับการผลิตโทรศัพท์มือถือ “โครงสร้างของหน้าจอโทรศัพท์มือถือก็เหมือนกับเค้กหลายชั้น โดยในแต่ละชั้นจะมีแก้ว โพลีเมอร์ โลหะ ฉนวน และกาวกระจายอยู่” เจียง หลาน กล่าวว่า "เครื่องมือแบบดั้งเดิมไม่สามารถทำอะไรเกี่ยวกับสถานที่นี้ได้ แต่เป็นเลเซอร์ femtosecond ที่แสดงมือของพวกเขา" ปัจจุบันการประยุกต์ใช้ Jiang Lan เสนอกระบวนการตัดการควบคุมไดนามิกแบบอิเล็กทรอนิกส์และการวิจัยและพัฒนาเลเซอร์ขนาดใหญ่ของอุปกรณ์การผลิตเลเซอร์ femtosecond ในส่วนแบ่งตลาดทั่วโลกที่ 60%
การประมวลผลโครงสร้างจุลภาคที่ซับซ้อนสามมิติของวัสดุที่ยากต่อการประมวลผลเป็นปัญหาระดับโลกในด้านการผลิตที่ล้ำสมัย Jiang Lan ได้คิดค้นรูควบคุมการปรับไดนามิกแบบอิเล็กทรอนิกส์ การตัด การปรับระดับ การแกะสลัก และเทคโนโลยีใหม่อื่น ๆ นำทีมของเขาพัฒนาชุดตัวชี้วัดหลักที่ดีกว่าอุปกรณ์ใหม่ระดับสากลอย่างมาก สำหรับโครงการทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่สำคัญระดับชาติ 37 โครงการ และ อุปกรณ์สำคัญของชาติเพื่อวางศิลาฤกษ์
เจียง หลาน กล่าวว่า "อุตสาหกรรมการผลิตที่แข็งแกร่งเป็นรากฐานสำคัญของการสร้างประเทศที่แข็งแกร่ง และอุตสาหกรรมการผลิตที่แข็งแกร่งมักจะนำหน้าการสถาปนาสถานะของประเทศที่แข็งแกร่งเป็นเวลา 20 ปี"
ในช่วง "แผนห้าปีฉบับที่ 12" การผลิตลำแสงพลังงานสูงได้กลายเป็นทิศทางสนับสนุนหลักของมูลนิธิวิทยาศาสตร์ธรรมชาติแห่งชาติของจีน (NSFC) และเจียง หลานก็รับหน้าที่เป็นผู้รับผิดชอบด้านพลังงานสูง การผลิตคานและสนามพลังงานพิเศษ และเป็นผู้นำการเขียนชุดการวางแผนสำหรับสนามคานพลังงานสูงและสนามพลังงานพิเศษใน NSFC นับตั้งแต่ "แผนห้าปีที่ 12" การวางแผน.
ในช่วง "แผนห้าปีฉบับที่ 13" และ "แผนห้าปีฉบับที่ 14" นาย Jiang Lan ดำรงตำแหน่งหัวหน้ากลุ่มผู้เชี่ยวชาญในการจัดทำแผนการดำเนินงานของโครงการพิเศษที่สำคัญ "การผลิตแบบเติมเนื้อและการผลิตเลเซอร์" ของโครงการวิจัยและพัฒนาหลักแห่งชาติ (NKRDP) ตลอดจนหัวหน้ากลุ่มผู้เชี่ยวชาญและกลุ่มผู้เชี่ยวชาญทั่วไปในการจัดทำคู่มือ Jiang Lan ทำหน้าที่เป็นหัวหน้ากลุ่มผู้เชี่ยวชาญในการจัดทำแผนการดำเนินงาน แนวปฏิบัติ และกลุ่มผู้เชี่ยวชาญโดยรวมของโครงการ R&D หลักแห่งชาติ "การผลิตแบบเติมเนื้อและการผลิตด้วยเลเซอร์" เขาลงทุนเวลามากมายในโครงการสำคัญระดับชาติโครงการแรกในด้านการผลิตขั้นสูง ปัจจุบัน โครงการพิเศษนี้ได้ดำเนินโครงการวิจัยและพัฒนาที่เกี่ยวข้องไปแล้ว 112 โครงการ ซึ่งได้ส่งเสริมการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุและการผลิตเลเซอร์ของจีนให้เป็นหนึ่งในระดับแรกของประชาคมระหว่างประเทศ
จาง เสวี่ยเฉียง ซึ่งทำงานที่สถาบันแห่งนี้มาสองปีแล้ว ยังจำการฟังคำบรรยายของเจียง หลาน ที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ ได้ "เขาได้พูดคุยเกี่ยวกับความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีของการผลิตเลเซอร์ femtosecond และแนวโน้มการใช้งานที่เป็นไปได้ของการผลิตเลเซอร์ femtosecond" Xueqiang Zhang กล่าวว่า "หลังจากการบรรยาย เมื่อเราแลกเปลี่ยนความคิดเห็น เขาถามฉันว่า 'ฉันอยากจะทำวิจัยทางวิทยาศาสตร์ด้วยกันจริง ๆ ไหม' และประโยคนั้นก็ทำให้ฉันกลับมา"
นักเรียนในทีมเทคนิคของเจียงหลานรู้ว่ามิสเตอร์เจียงต่อต้านการตีพิมพ์ "บทความเกี่ยวกับน้ำ" เหลียน ยี่หลิง นักศึกษาปริญญาเอกอธิบายว่า "การทดลองที่คนอื่นทำแล้วกลับมาทำซ้ำ แล้วปรับพารามิเตอร์ หรือการทดลองของคนอื่น เปลี่ยนวัสดุประเภทหนึ่งแล้วทำซ้ำอีกครั้ง ถือเป็น 'บทความเกี่ยวกับน้ำ'"
การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ที่แท้จริงคืออะไร? เจียง หลาน กล่าวว่า "ไม่ว่าจะสร้างความก้าวหน้าในขอบเขตทางวิชาการเพื่อขึ้นไปบนฟ้า ขยายขอบเขตความรู้ความเข้าใจของมนุษย์ หรือในความต้องการหลักของประเทศและในสนามรบหลักของเศรษฐกิจของประเทศเพื่อให้ตระหนักถึงการประยุกต์ใช้เพื่อไปที่ เพื่อเอาชนะปัญหาทางเทคนิคที่สำคัญ"
ข้อกำหนดที่เข้มงวดได้นำมาซึ่งระดับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ที่ยากลำบาก Jiang Lan ได้ฝึกอบรมปริญญาเอกและทุนหลังปริญญาเอก 33 คน โดย 40% กำลังสอนในมหาวิทยาลัย "ดับเบิ้ลเฟิร์สคลาส" และ 57% ทำงานในสถาบันวิจัยที่เกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรมหลักระดับชาติ นักศึกษาปริญญาเอกภายใต้การดูแลของเขาได้รับรางวัล "Shangyin Excellent Mechanical Doctoral Dissertation Award" ของ Chinese Mechanical Engineering Society ถึง 6 ครั้ง รวมถึงรางวัลเงิน ทองแดง ผลงานดีเด่นและดีที่สุด และรางวัลใหญ่จากการแข่งขันระดับชาติ "Challenge Cup" ฯลฯ และอีก 2 รายได้รับการอนุมัติให้เป็นนักวิจัย "Marie Curie" และ "Marie Curie" ของสหภาพยุโรป สองคนได้รับการยอมรับว่าเป็นนักวิชาการ "Marie Curie" ของสหภาพยุโรป จนถึงตอนนี้ เจียงหลานได้ฝึกฝนผู้มีความสามารถระดับสูงระดับชาติมาแล้ว 9 คน
ในสถาบันการผลิตเลเซอร์ไมโครนาโนของ Femtosecond ในกรุงปักกิ่ง ยังคงมีความก้าวหน้าในด้านการประยุกต์ใช้เลเซอร์ femtosecond ศาสตราจารย์ Li Xiaowei กำลังทำงานเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้งานหลักๆ ของการผลิตเลเซอร์ femtosecond ศาสตราจารย์ Jie Hu มุ่งเน้นไปที่การผสมผสานทางการแพทย์และอุตสาหกรรม และเทคโนโลยีเลเซอร์ femtosecond ก็สามารถจัดหาอุปกรณ์ทางการแพทย์ต้านเชื้อแบคทีเรีย สารกันเลือดแข็ง และยาพกพาสำหรับการรักษาเนื้องอกในกระดูก ศาสตราจารย์ Li Xin มุ่งเน้นไปที่การประยุกต์ใช้การประมวลผลแบบคอมโพสิตในการบินและอวกาศ
ในความเห็นของ Jiang Lan ความคงกระพันของเลเซอร์ femtosecond ควรเป็นคุณลักษณะของทีมที่ปรารถนาจะวิจัยทางวิทยาศาสตร์อย่างแท้จริง "การมุ่งเป้าไปที่ขอบเขตของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี และตอบสนองความต้องการของประเทศ นี่คือภารกิจแห่งยุคสมัยสำหรับนักวิจัยทางวิทยาศาสตร์รุ่นของเรา และยังเป็นความลับของความก้าวหน้าที่เราดำเนินการต่อไปในงานของเรา" เจียงหลานกล่าว
