समान शक्ति पर, लेज़र पल्स अवधि जितनी कम होगी, तात्कालिक शक्ति उतनी ही अधिक होगी। जब लेज़र पल्स की अवधि दूसरे स्तर के खरबवें जितनी कम होती है, तो तात्कालिक शिखर शक्ति एक ट्रिलियन वाट से अधिक हो सकती है, जो दुनिया के सभी बिजली संयंत्रों की संयुक्त स्थापित शक्ति से सैकड़ों गुना अधिक है। यह फेमटोसेकेंड लेजर है।
समय, स्थान और आवृत्ति डोमेन में फेमटोसेकंड लेजर पल्स की प्रकृति को समायोजित करके, फेमटोसेकंड लेजर उच्च परिशुद्धता काटने, छिद्रण को पूरा करने के लिए माइक्रोन, नैनो-स्केल में समायोज्य, अविनाशी लचीले उपकरण का एक आकार, प्रकृति बन जाएगा। , लेवलिंग वगैरह, और यहां तक कि विनियमन के इलेक्ट्रॉनिक स्तर का एहसास करने में सक्षम हो सकता है ...... 20 से अधिक साल पहले, जियांग लैन ने फेमटोसेकंड लेजर देखा था फेमटोसेकंड लेजर के अनुप्रयोग में काफी संभावनाएं हैं।
अब, बीजिंग इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के मैकेनिकल और वाहन इंजीनियरिंग स्कूल में, जियांग लैन और उनकी टीम अंतरराष्ट्रीय क्षेत्र में फेमटोसेकंड लेजर प्रसंस्करण के आकार की भविष्यवाणी करने वाले पहले व्यक्ति हैं, फेमटोसेकंड लेजर इलेक्ट्रॉनिक डायनेमिक के एक नए सिद्धांत को सामने रखने वाले पहले व्यक्ति हैं। नियंत्रण विनिर्माण, लेजर विनिर्माण सक्रिय नियंत्रण के इलेक्ट्रॉनिक स्तर का एहसास करने वाला पहला, तराजू पर अर्ध-त्रि-आयामी अल्ट्रा-फास्ट निरंतर अवलोकन प्रणाली का पहला सेट विकसित करने वाला पहला, इलेक्ट्रॉनिक स्तर का अवलोकन हासिल करने वाला पहला लेजर विनिर्माण, फेमटोसेकंड लेजर विनिर्माण के प्रमुख इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों को साकार करने वाला पहला, और फेमटोसेकंड लेजर विनिर्माण का एहसास करने वाला पहला, फेमटोसेकंड लेजर विनिर्माण के प्रमुख इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों का एहसास करने वाला पहला, और फेमटोसेकंड के बड़े पैमाने पर औद्योगिक अनुप्रयोगों का एहसास करने वाला पहला लेजर विनिर्माण.
जियांग लैन (बाएं से तीसरा) छात्रों को फेमटोसेकंड लेजर इलेक्ट्रॉन डायनेमिक मॉड्यूलेशन प्रोसेसिंग पर प्रयोग करने के लिए मार्गदर्शन करता है।
1960 में मानव जाति के पहले रूबी लेजर के जन्म के बाद से, वैज्ञानिकों ने लेजर के प्रदर्शन को तेज और मजबूत बनाने पर जोर देना जारी रखा है। 1980 के दशक में, शोधकर्ताओं ने पाया कि जब लेज़र पल्स की अवधि दूसरे स्तर के एक-खरबवें हिस्से जितनी कम होती है, तो अल्ट्राफास्ट, अल्ट्रा-तीव्र अंतराल में एक ट्रिलियन वाट से अधिक की तीव्रता, शास्त्रीय सैद्धांतिक मॉडल सक्षम नहीं हो पाई है इस अति-तेज और अति-तीव्र विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र और पदार्थ अंतःक्रिया तंत्र की व्याख्या करें, जो फेमटोसेकंड लेजर के विकास को प्रतिबंधित करने वाली एक बाधा बन गई है। इस सदी की शुरुआत में, जियांग लैन ने फेमटोसेकंड लेजर विनिर्माण अनुसंधान के क्षेत्र में प्रवेश किया।
स्नातक, जियांग लैन को भौतिकी में गहरी रुचि है, "'सापेक्षता', 'क्वांटम यांत्रिकी' फिर मेरे शोध की दिशा हैं, लेजर उच्च-ऊर्जा बीम निर्माण द्वारा दर्शाया गया है जो अनिवार्य रूप से ऊर्जा और पदार्थ की बातचीत है, वह दिशा है जो मैं हूं में बहुत रुचि है! लेज़रों द्वारा दर्शाया जाने वाला उच्च ऊर्जा बीम निर्माण मूलतः ऊर्जा और पदार्थ के बीच की अंतःक्रिया है, यही वह दिशा है जिसमें मेरी बहुत रुचि है"।
एक टीम के बिना, एक परियोजना के बिना, तीसरे स्तर के अनुशासनात्मक क्षेत्र की सिर्फ एक शोध शाखा पर ध्यान केंद्रित करते हुए, 20 साल से अधिक पहले की स्थिति को याद करते हुए जब वह ब्यूरो में अकेले थे, जियांग लैन के मुंह में खुशी की झलक झलक रही थी, याद दिलाते हुए मुस्कान का. "बिना किसी परेशानी के अकेले अनुसंधान में उतरने का यह एक अद्भुत समय था।"
छह साल बाद, जियांग लैन ने फेमटोसेकंड लेजर निर्माण के सैद्धांतिक अध्ययन में एक सफलता हासिल की। उन्होंने एक बेहतर दोहरे तापमान मॉडल का प्रस्ताव रखा, जिसने इलेक्ट्रॉन कम तापमान क्षेत्र से शास्त्रीय दोहरे तापमान समीकरण के अनुप्रयोग के दायरे को एक मनमाना इलेक्ट्रॉन तापमान सीमा तक बढ़ा दिया, जिससे फेमटोसेकंड लेजर प्रसंस्करण के लिए थ्रेशोल्ड भविष्यवाणी की सटीकता में सुधार हुआ। उन्होंने पहली बार फेमटोसेकंड लेजर प्रसंस्करण के आकार की भविष्यवाणी करने के लिए एक प्लाज्मा क्वांटम मॉडल की स्थापना की, और महत्वपूर्ण विसंगतिपूर्ण प्रभावों की एक श्रृंखला की सफलतापूर्वक भविष्यवाणी की, जिसे नोबेल पुरस्कार विजेताओं सहित व्यापक अंतरराष्ट्रीय प्रयोगात्मक मान्यता और सकारात्मक मूल्यांकन प्राप्त हुआ।
2006 में, जियांग लैन ने बीजिंग में फेमटोसेकंड लेजर निर्माण और इसके अनुप्रयोग की पहली घरेलू वैज्ञानिक अनुसंधान टीम की स्थापना की।
उस वक्त टीम के सामने एक और बाधा खड़ी थी. फेमटोसेकंड लेजर प्रसंस्करण के "अंतर्निहित दोष", जैसे कम दक्षता, विवर्तन सीमा से भी बदतर सटीकता, और कम गहराई-से-व्यास अनुपात, यही कारण है कि फेमटोसेकंड लेजर प्रसंस्करण को 20 से अधिक वर्षों से अभ्यास में लागू नहीं किया गया है।
जियांग लैन ने अपने द्वारा स्थापित मॉडल को यह प्रकट करने के लिए लागू किया कि उपरोक्त समस्याओं को हल करने के लिए, मुख्य बात यह है कि "क्या स्थानीय क्षणिक इलेक्ट्रॉन गतिशीलता को विनियमित करना संभव है"। अपने सैद्धांतिक मॉडल भविष्यवाणी के अनुसार, जियांग लैन ने प्रस्तावित किया कि फेमटोसेकंड लेजर स्पेस-टाइम शेपिंग को सक्रिय नियंत्रण के स्थानीय क्षणिक इलेक्ट्रॉनिक गतिशीलता के लेजर निर्माण के माध्यम से महसूस किया जा सकता है, और फिर तकनीकी मार्ग के प्रसंस्करण परिणामों को नियंत्रित किया जा सकता है। यह तकनीकी मार्ग लेजर निर्माण की सीमा क्षमताओं का महत्वपूर्ण रूप से विस्तार करता है। इस सैद्धांतिक मॉडल के समर्थन के तहत, जियांग लैन की टीम ने फेमटोसेकंड लेजर प्रसंस्करण की दक्षता में 56 गुना सुधार किया, तरंग दैर्ध्य के 1/14 की दोहराने योग्य प्रसंस्करण सटीकता, और गहराई-से-व्यास अनुपात की सीमा 20: 1 से अधिक कर दी। 5000:1.
बाद में, जियांग लैन ने एक क्रॉस-स्केल क्वासी-3डी अल्ट्राफास्ट निरंतर अवलोकन प्रणाली विकसित करने का प्रस्ताव रखा और अपनी टीम का नेतृत्व किया। "परिमाण के 15 समय आदेशों में, फेमटोसेकंड लेजर इलेक्ट्रॉन डायनेमिक्स मॉड्यूलेशन विनिर्माण नए सिद्धांतों को सत्यापित करने के लिए अवलोकन प्रणाली के प्रति सेकंड खरबों फ्रेम की चरम फ्रेम दर।" जियांग लैन ने कहा।
राष्ट्रीय "13वीं पंचवर्षीय" वैज्ञानिक और तकनीकी नवाचार प्रदर्शनी में, जियांग लैन टीम के फेमटोसेकंड लेजर इलेक्ट्रॉन गतिशील नियंत्रण विनिर्माण परिणाम का चयन किया गया। मूल्यांकन समिति के 11 शिक्षाविदों ने टिप्पणी की कि: "औद्योगिकीकरण और प्रमुख इंजीनियरिंग अनुप्रयोग के सक्रिय नियंत्रण और फेमटोसेकंड लेजर प्रसंस्करण के इलेक्ट्रॉनिक स्तर के लेजर विनिर्माण को प्राप्त करने वाला पहला ... कुल मिलाकर अंतरराष्ट्रीय अग्रणी स्तर पर पहुंच गया।"
फेमटोसेकंड लेजर माइक्रो-नैनो विनिर्माण अनुसंधान कक्ष में प्रवेश करने वाले एक आम आदमी के लिए आपके सामने बड़े पैमाने पर प्रयोगात्मक उपकरण के साथ-साथ कार्यक्षेत्र पर पंक्तिबद्ध सैकड़ों ऑप्टिकल लेंस को वास्तविक जीवन से जोड़ना मुश्किल है। लेकिन जिन शोधकर्ताओं ने बुनियादी वैज्ञानिक अनुसंधान को तोड़ दिया है, उन्होंने अत्यंत व्यापक अनुप्रयोग संभावनाएं देखी हैं।
सेल फोन स्क्रीन के आकार की कटिंग सेल फोन निर्माण के लिए एक प्रमुख तकनीक है। "सेल फोन स्क्रीन की संरचना एक मल्टी-लेयर केक की तरह होती है, जिसे विभिन्न परतों में ग्लास, पॉलिमर, धातु, इन्सुलेटर और गोंद के साथ वितरित किया जाता है।" जियांग लैन ने कहा, "पारंपरिक उपकरण जगह के बारे में कुछ नहीं कर सकते, यह फेमटोसेकंड लेजर है जो उनके हाथ दिखाता है।" वर्तमान में, जियांग लैन के प्रस्तावित इलेक्ट्रॉनिक गतिशील नियंत्रण काटने की प्रक्रिया, और वैश्विक बाजार में 60% की हिस्सेदारी में फेमटोसेकंड लेजर विनिर्माण उपकरण के बड़े लेजर अनुसंधान और विकास।
कठिन-से-प्रक्रिया सामग्रियों का त्रि-आयामी जटिल माइक्रोस्ट्रक्चर प्रसंस्करण अत्याधुनिक विनिर्माण के क्षेत्र में एक विश्व स्तरीय समस्या है। जियांग लैन ने इलेक्ट्रॉनिक डायनेमिक एडजस्टमेंट कंट्रोल होल, कटिंग, लेवलिंग, उत्कीर्णन और अन्य नई प्रौद्योगिकियों का आविष्कार किया, जिससे उनकी टीम ने 37 राष्ट्रीय प्रमुख वैज्ञानिक और तकनीकी परियोजनाओं के लिए अंतरराष्ट्रीय स्तर के नए उपकरणों की तुलना में काफी बेहतर प्रमुख संकेतकों की एक श्रृंखला विकसित की और आधारशिला रखने के लिए प्रमुख राष्ट्रीय उपकरण।
जियांग लैन ने कहा: "एक मजबूत विनिर्माण उद्योग एक मजबूत देश के निर्माण की आधारशिला है, और एक मजबूत विनिर्माण उद्योग अक्सर 20 वर्षों तक एक मजबूत देश की स्थिति की स्थापना से आगे रहता है।"
"12वीं पंचवर्षीय योजना" अवधि के दौरान, उच्च-ऊर्जा बीम निर्माण चीन के राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन (एनएसएफसी) की एक प्रमुख सहायक दिशा बन गई है, और जियांग लैन ने उच्च-ऊर्जा के क्षेत्र के प्रभारी व्यक्ति के रूप में कार्य किया है। बीम और विशेष ऊर्जा क्षेत्र निर्माण, और "12वीं पंचवर्षीय योजना" के बाद से एनएसएफसी में उच्च-ऊर्जा बीम और विशेष ऊर्जा क्षेत्र के क्षेत्र के लिए योजना की एक श्रृंखला के लेखन का नेतृत्व किया। योजना।
"13वीं पंचवर्षीय योजना" और "14वीं पंचवर्षीय योजना" अवधि के दौरान, श्री जियांग लैन ने "एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग एंड लेजर मैन्युफैक्चरिंग" प्रमुख विशेष परियोजना के कार्यान्वयन योजना की तैयारी के लिए विशेषज्ञ समूह के प्रमुख के रूप में कार्य किया। राष्ट्रीय प्रमुख अनुसंधान और विकास कार्यक्रम (एनकेआरडीपी) के साथ-साथ गाइडबुक की तैयारी के लिए विशेषज्ञ समूह और सामान्य विशेषज्ञ समूह के प्रमुख। जियांग लैन ने राष्ट्रीय प्रमुख अनुसंधान एवं विकास कार्यक्रम "एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग एंड लेजर मैन्युफैक्चरिंग" के कार्यान्वयन योजना, दिशानिर्देश और समग्र विशेषज्ञ समूह की तैयारी के लिए विशेषज्ञ समूह के प्रमुख के रूप में कार्य किया। उन्होंने उन्नत विनिर्माण में पहली राष्ट्रीय प्रमुख परियोजना में बहुत समय निवेश किया। वर्तमान में, विशेष परियोजना ने 112 संबंधित अनुसंधान एवं विकास परियोजनाओं को तैनात किया है, जिसने अंतर्राष्ट्रीय समुदाय के प्रथम सोपान के बीच चीन के एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग और लेजर मैन्युफैक्चरिंग को मजबूती से बढ़ावा दिया है।
झांग ज़्यूकियांग, जो दो साल से संस्थान में काम कर रहे हैं, को अभी भी कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले में जियांग लैन का व्याख्यान सुनना याद है। "उन्होंने फेमटोसेकंड लेजर निर्माण की तकनीकी प्रगति और फेमटोसेकंड लेजर निर्माण की संभावित अनुप्रयोग संभावनाओं के बारे में बात की।" ज़्यूकियांग झांग ने कहा, "व्याख्यान के बाद, जब हमने विचारों का आदान-प्रदान किया, तो उन्होंने मुझसे पूछा 'क्या मैं साथ में कुछ वास्तविक वैज्ञानिक शोध करना चाहूंगा,' और उस एक वाक्य ने मुझे वापस बुला लिया।"
जियांग लैन की तकनीकी टीम के छात्र जानते हैं कि श्री जियांग "जल लेख" प्रकाशित करने के खिलाफ हैं। डॉक्टरेट छात्र लियान यिलिंग ने बताया, "अन्य लोगों द्वारा किए गए प्रयोग, पुनरुत्पादन के लिए वापस आते हैं, और फिर मापदंडों को समायोजित करते हैं; या अन्य लोगों के प्रयोग, एक प्रकार की सामग्री को बदलते हैं और इसे फिर से करते हैं, 'जल लेख' हैं।"
वास्तविक वैज्ञानिक अनुसंधान क्या है? जियांग लैन ने कहा, "या तो आकाश के शीर्ष पर जाने के लिए अकादमिक सीमा में सफलता हासिल करें, मानव अनुभूति के क्षेत्र का विस्तार करें; या प्रमुख राष्ट्रीय जरूरतों और राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था के मुख्य युद्धक्षेत्र में जाने के लिए आवेदन का एहसास करें ज़मीन, प्रमुख तकनीकी समस्याओं को दूर करने के लिए।"
सख्त आवश्यकताओं ने एक कठिन वैज्ञानिक अनुसंधान क्षेत्र को सामने ला दिया है। जियांग लैन ने 33 पीएचडी और पोस्टडॉक्टरल फेलो को प्रशिक्षित किया है, जिनमें से 40% "डबल प्रथम श्रेणी" विश्वविद्यालयों में पढ़ा रहे हैं और जिनमें से 57% राष्ट्रीय प्रमुख उद्योग-संबंधित अनुसंधान संस्थानों में काम कर रहे हैं। उनकी देखरेख में डॉक्टरेट छात्रों ने छह बार चीनी मैकेनिकल इंजीनियरिंग सोसाइटी के "शांगयिन उत्कृष्ट मैकेनिकल डॉक्टरल शोध प्रबंध पुरस्कार" जीते हैं, जिसमें रजत, कांस्य, उत्कृष्ट और सर्वोत्तम कार्य पुरस्कार और "चैलेंज कप" राष्ट्रीय प्रतियोगिता का भव्य पुरस्कार शामिल है। , आदि, और उनमें से दो को यूरोपीय संघ के "मैरी क्यूरी" और "मैरी क्यूरी" शोधकर्ताओं के रूप में अनुमोदित किया गया है। उनमें से दो को यूरोपीय संघ के "मैरी क्यूरी" विद्वानों के रूप में मान्यता दी गई है। अब तक, जियांग लैन ने 9 राष्ट्रीय उच्च-स्तरीय प्रतिभाओं को प्रशिक्षित किया है।
बीजिंग के फेमटोसेकंड लेजर माइक्रो-नैनो विनिर्माण संस्थान में, फेमटोसेकंड लेजर के अनुप्रयोग क्षेत्र में अभी भी प्रगति हो रही है। प्रोफेसर ली जियाओवेई फेमटोसेकंड लेजर निर्माण के प्रमुख अनुप्रयोगों की एक श्रृंखला पर काम कर रहे हैं। प्रो. जी हू चिकित्सा-औद्योगिक संलयन पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं, और फेमटोसेकंड लेजर तकनीक हड्डी के ट्यूमर के उपचार के लिए जीवाणुरोधी, थक्कारोधी और दवा ले जाने वाले चिकित्सा उपकरण प्रदान कर सकती है। प्रोफेसर ली शिन एयरोस्पेस में समग्र प्रसंस्करण के अनुप्रयोग पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं।
जियांग लैन की राय में, फेमटोसेकंड लेज़रों की अजेयता भी उस टीम की विशेषता होनी चाहिए जो वास्तविक वैज्ञानिक अनुसंधान की आकांक्षा रखती है। "विज्ञान और प्रौद्योगिकी की सीमाओं को लक्ष्य करते हुए और देश की जरूरतों को पूरा करते हुए, यह हमारी पीढ़ी के वैज्ञानिक शोधकर्ताओं के लिए समय का मिशन है, और हमारे काम में लगातार मिल रही सफलताओं का रहस्य भी है।" जियांग लैन ने कहा।
