Med den kontinuerliga utvecklingen och mognad av laserteknologi har lasrar använts i stor utsträckning inom avancerad tillverkning, information och kommunikation, biologiska och medicinska och hälsoindustrier, militärindustri, nationellt försvar och säkerhet och andra områden. Det är en av de viktiga utrustningarna för strategisk högteknologisk konkurrens i världen idag. För det första förlitar sig fler och fler traditionella industrier på laserbearbetningsteknik för att förbättra bearbetningskvaliteten på produkter, lösa problem som inte kan lösas med traditionella bearbetningsmetoder och processer och framgångsrikt slutföra omvandlingen. Många utvecklade länder ser också utvecklingen av laserteknik som sitt lands prioriterade område och ger ett starkt stöd.
Efter de traditionella gas- och solid-state lasrarna kommer tillkomsten och den snabba utvecklingen av nya lasrar som fiberlasrar, halvledarlasrar och ultrakorta pulslasrar uppenbarligen att medföra nya möjligheter och utmaningar för industri och tillverkning. Nyligen intervjuade reportern Zhang Ke, en spjutspetsexpert inom optoelektronikområdet i Kina och CTO för Grayson Industrial Co., Ltd., för att dela med sig av tillämpningen och framtidsutsikterna för de mest spetsteknologiska ultrasnabba lasrarna i tillverkningsindustrin .
Reporter: Det var inte förrän på 1990-talet som olika avstämbara ultrakorta pulslasrar fullbordade överföringen från forskningslaboratorier till industriella bearbetningsområden och användes i stor utsträckning inom olika områden. Som en mycket ung ny disciplin är utvecklingshastigheten för ultrasnabba lasrar fantastisk. Att djupt odla området för optoelektronik i nästan tio år, skulle du snälla presentera de senaste framstegen inom forskning och utveckling av ultrasnabb laserteknik?
Zhang Ke: Efter uppstarten och utvecklingen av tyska "Industry 4.0" och "Made in China 2025", kommer efterfrågan på avancerad tillverkning, intelligent tillverkning och högprecisionstillverkning att öka avsevärt i framtiden. Kombination är den senaste heta riktningen inom akademin och laserapplikationsindustrin. Emellertid är mikro-nanotillverkning av ultrasnabba lasrar en supermodern, blandad ämneskategori, som involverar områdena maskiner, optik, fysik, kemi, material, etc., och används i stor utsträckning inom områdena nationellt försvar, biologi , information, medicinsk utrustning och bilar. Med andra ord kommer den ultrasnabba lasertekniken i framtiden att vara involverad i fler discipliner. Ta den ultrasnabba lasern med en pulsbredd som är kortare än 10ps (10-11s) som ett exempel. Det har de speciella fördelarna med ultrastark och ultrasnabb, vilket gör att produktionsprocessen tenderar till extremer när det gäller tid och toppeffekt, vilket gör mikrostrukturbearbetning. Precisionen har förbättrats avsevärt, vilket har en enorm drivkraft för utvecklingen av många discipliner och genombrott inom högteknologi.
Reporter: Du och ditt Grayson-team har också djupgående forskning inom området ultrasnabb laserteknik. Vilka genombrott har gjorts hittills?
Zhang Ke: Lasern som utvecklats av Graysons team är faktiskt en högstabil helbands ultrasnabb laser, som kombinerar fiberlaser och ultrasnabb laserteknik, inklusive ultrasnabba fiberlasrar med våglängder på 1 mikron, 1,5 mikron och 2 mikron. Med fokus på rymdområdet i mikronskala har den extremt hög toppeffekt och ultrakort pulsbredd, vilket inte bara effektivt undviker värmeomvandling och termisk diffusion i bearbetningsprocessen, utan också realiserar den verkliga "kalla" laserbehandlingen, samtidigt som den förbättras För att förbättra precisionen vid mikrobearbetning har den uppnått samarbete med många industrier. Till exempel, i samarbete med mikroelektronikteknik, blir dess storskaliga integrerade kretsar mer miniatyriserade för att möta högre beräkningshastighet och kraftfulla funktionskrav; och inom flyg-, precisionsmaskineri, biomedicin och andra områden, dess precisionsbearbetningsförmåga har också ett brett spektrum av krafttillämpningen. För närvarande har olika former av ultrasnabb laser mikro-nano produktion uppmärksammats från alla länder och blivit tidens "nya favorit".
Reporter: Hur förutsäger du den framtida utvecklingstrenden för ultrasnabba lasrar?
Zhang Ke: Inom applikationsområdet är mer sofistikerad bearbetning och digital transformation i fokus för utvecklingen. Den första är att miniatyrisera produktionen och öka investeringarna för att producera små ultrasnabba lasrar och mikrobearbetningssystem för att förbättra bearbetningsmiljön och förlänga maskinens livslängd. Det andra är att utveckla modelldesignprogramvara för laserbearbetningsegenskaper och bearbetningsmaterial, och använda big data-teknik för att förbättra bearbetningen. Processen simuleras för att realisera den bästa parameterbearbetningen. Ur ett akademiskt perspektiv kommer utvecklingen av en fullständig teoretisk förklaring och upptäckten av den fysiska karaktären av interaktionen mellan laser och materia i extrema fall att bli en viktig teoretisk grund för den kontinuerliga utvecklingen av laserteknik.
