Với sự phát triển và trưởng thành liên tục của công nghệ laser, laser đã được sử dụng rộng rãi trong sản xuất cao cấp, thông tin và truyền thông, các ngành công nghiệp sinh học và y tế và y tế, công nghiệp quân sự, quốc phòng và an ninh và các lĩnh vực khác. Đây là một trong những thiết bị quan trọng cho cuộc cạnh tranh công nghệ cao chiến lược trên thế giới hiện nay. Thứ nhất, ngày càng có nhiều ngành công nghiệp truyền thống dựa vào công nghệ chế biến laser để cải thiện chất lượng chế biến của sản phẩm, giải quyết các vấn đề không thể giải quyết bằng các phương pháp và quy trình chế biến truyền thống và hoàn thành thành công việc chuyển đổi. Nhiều nước phát triển cũng coi sự phát triển của công nghệ laser là lĩnh vực ưu tiên của đất nước họ và hỗ trợ mạnh mẽ.
Sau các loại laser khí và trạng thái rắn truyền thống, sự ra đời và phát triển nhanh chóng của các loại laser mới như laser sợi quang, laser bán dẫn và laser xung siêu căng rõ ràng sẽ mang lại những cơ hội và thách thức mới cho ngành công nghiệp và sản xuất. Gần đây, phóng viên đã phỏng vấn Zhang Ke, một chuyên gia tiên tiến trong lĩnh vực quang điện tử ở Trung Quốc và CTO của Grayson Industrial Co., Ltd., để chia sẻ ứng dụng và triển vọng của các laser siêu nhanh công nghệ tiên tiến nhất trong ngành sản xuất.
Phóng viên: Mãi đến những năm 1990, các laser xung siêu căng có thể điều chỉnh khác nhau đã hoàn thành việc chuyển giao từ các phòng thí nghiệm nghiên cứu sang các lĩnh vực chế biến công nghiệp và được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau. Là một ngành học mới rất trẻ, tốc độ phát triển của laser siêu nhanh là tuyệt vời. Trau dồi sâu sắc lĩnh vực quang điện tử trong gần 10 năm qua, xin ông giới thiệu những tiến bộ mới nhất trong nghiên cứu và phát triển công nghệ laser siêu nhanh?
Zhang Ke: Sau sự khởi đầu và phát triển của "Công nghiệp 4.0" và "Sản xuất tại Trung Quốc 2025" của Đức, nhu cầu về sản xuất cao cấp, sản xuất thông minh và sản xuất có độ chính xác cao sẽ tăng đáng kể trong tương lai. Kết hợp là hướng đi nóng mới nhất trong ngành học thuật và ứng dụng laser. Tuy nhiên, chế tạo micro-nano của laser siêu nhanh là một thể loại chủ đề xen kẽ siêu tiên tiến, liên quan đến các lĩnh vực máy móc, quang học, vật lý, hóa học, vật liệu, v.v., và được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực quốc phòng, sinh học, thông tin, thiết bị y tế và ô tô. Nói cách khác, công nghệ laser siêu nhanh trong tương lai sẽ tham gia vào nhiều ngành hơn. Lấy laser cực nhanh với chiều rộng xung ngắn hơn 10ps (10-11s) làm ví dụ. Nó có những ưu điểm đặc biệt là siêu mạnh và siêu nhanh, làm cho quá trình sản xuất có xu hướng cực đoan về thời gian và công suất đỉnh, làm cho xử lý vi cấu trúc Độ chính xác đã được cải thiện rất nhiều, có động lực rất lớn cho sự tiến bộ của nhiều ngành và đột phá trong công nghệ cao.
Phóng viên: Bạn và nhóm Grayson của bạn cũng có nghiên cứu chuyên sâu trong lĩnh vực công nghệ laser siêu nhanh. Những đột phá nào đã được thực hiện cho đến nay?
Zhang Ke: Laser được phát triển bởi nhóm của Grayson thực sự là một laser siêu nhanh toàn băng tần có độ ổn định cao, kết hợp laser sợi quang và công nghệ laser siêu nhanh, bao gồm laser sợi quang siêu nhanh với bước sóng 1 micron, 1,5 micron và 2 micron. Tập trung vào khu vực không gian quy mô micron, nó có công suất cực cao và chiều rộng xung cực ngắn, không chỉ tránh chuyển đổi nhiệt và khuếch tán nhiệt trong quá trình xử lý, mà còn nhận ra việc xử lý "lạnh" laser thực sự, đồng thời cải thiện Để cải thiện độ chính xác của micromachining, nó đã đạt được sự hợp tác với nhiều ngành công nghiệp. Ví dụ, hợp tác với công nghệ vi điện tử, các mạch tích hợp quy mô lớn của nó đang trở nên thu nhỏ hơn để đáp ứng tốc độ tính toán cao hơn và các yêu cầu chức năng mạnh mẽ; và trong hàng không vũ trụ, máy móc chính xác, y sinh học và các lĩnh vực khác, khả năng xử lý chính xác của nó cũng có một phạm vi rộng Ứng dụng của lực lượng. Hiện nay, các hình thức sản xuất micro-nano laser cực nhanh khác nhau đã nhận được sự chú ý từ tất cả các quốc gia và trở thành "yêu thích mới" của thời đại.
PHÓNG VIÊN: Ông dự đoán như thế nào về xu hướng phát triển của laser siêu nhanh trong tương lai?
Zhang Ke: Trong lĩnh vực ứng dụng, xử lý tinh vi hơn và chuyển đổi kỹ thuật số là trọng tâm của sự phát triển. Đầu tiên là thu nhỏ sản xuất và tăng đầu tư để sản xuất laser siêu nhanh nhỏ và hệ thống xử lý vi mô để cải thiện môi trường chế biến và kéo dài tuổi thọ máy. Thứ hai là phát triển phần mềm thiết kế mô hình cho các đặc tính xử lý laser và vật liệu xử lý, và sử dụng công nghệ dữ liệu lớn để cải thiện xử lý Quá trình được mô phỏng để thực hiện xử lý thông số tốt nhất. Từ góc độ học thuật, sự phát triển của một lời giải thích lý thuyết hoàn chỉnh và khám phá ra bản chất vật lý của sự tương tác giữa laser và vật chất trong các trường hợp cực đoan sẽ trở thành một cơ sở lý thuyết quan trọng cho sự phát triển liên tục của công nghệ laser.
