制造工程系

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激光微纳制造研究所简介

激光微纳制造方向团队现有首批国家科技创新领军/教育部科技委学部委员/长江/杰青/973首席/863主题专家1名,长江讲座教授1名,短期外专千人教授1名,教授2名,副教授2名,预聘副教授1名,预聘助理教授2名,行政助理3名。以研究所为核心整体入选“非硅微纳制造”教育部创新团队及“非硅微纳制造”工信部重点实验室。团队建立了飞秒激光时域/空域/频域整形的电子动态调控三维微纳加工实验系统及跨时间尺度在线检测系统为基础的实验设备平台。迄今共发表SCI论文220余篇,申请/授权国家发明专利40余项,牵头获得国家自然科学二等奖1项、“何梁何利”科技创新奖1项、教育部自然科学一等奖1项。

 

(1)科研方面:团队提出了电子动态调控的超快激光微纳制造新方法,首次实现了制造中对局部瞬时电子动态及其对应材料特性的主动调节,提出并首次实现了飞秒-皮秒-纳秒-毫秒-秒多尺度电子动态演化全景过程观测,为新方法提供了直接的在线实测证据,新方法被选定为某国家重大工程核心构件靶球深孔的加工工艺。近年来,获得了科技部973、国家重点研发计划项目/课题、国家重大科技专项课题、国家自然科学基金委重大研究计划集成项目/重点项目、国家杰出青年科学基金、教育部重大培育项目、科技部863课题、国防基础科研、总装探索、总装预研等多个科研项目的支持。

 

(2)国内位置:所在激光微纳制造研究所入选国家自然科学基金委“纳米制造的基础研究”重大研究计划联合开放实验室首批联合实验室13所成员单位之一;在国家层面规划制定方面,学术带头人负责国家自然科学基金(负责高能束方向)、中科院(负责激光制造方向)、科技部(共同负责激光制造方向)的十二五/十三五发展规划制定,参与论证并启动科技部机械领域首个国家重点研发计划“增材制造与激光制造”(担任该专项规划组、指南编制组、总体专家组组长)。

 

(3)国际合作:近年来在主流国际会议做主题/特邀报告60余次(其中Keynote/Plenary 报告18次);与激光微纳加工领域的国际主流(内布拉斯加大学、加州大学伯克利、俄罗斯科学院、密苏里科技大学、普林斯顿大学等)开展并保持了良好的科研合作关系。

 

1. 超快激光与材料相互作用的理论建模

 

 

建立了亚纳米-纳米-微米-毫米的超快激光与材料相互作用多尺度模型,预测通过超快激光时空设计可调控电子激发/电离/复合过程、局部瞬时材料特性、材料相变过程以及加工结构形状及性能。

 

2. 电子动态调控的超快激光微纳加工新方法

 

 

提出了电子动态调控的超快激光微纳制造新方法,首次实现了制造中对局部瞬时电子动态及其对应材料特性的主动调节,多组实验显示新方法能大幅提高加工效率、质量、精度等,新方法被选定为某国家重大工程核心构件加工工艺。

 

3. 超快激光与材料相互作用中多尺度观测

 

 

提出并首次实现了飞秒-皮秒-纳秒-毫秒-秒跨越12 个时间数量级的多尺度电子动态演化全景过程观测,为超快激光微纳制造新方法提供了直接的在线实测证据。

 

4. 高可靠性高灵敏度光纤微纳传感器

 

 

提出、设计并利用激光微纳制造新方法及其替代方法加工了多种新型光纤微传感器。与当前商品化的光纤光栅相比较,灵敏度提高了100-1000 倍,工作极限温度从350℃提高到了1200℃,克服了各物理量之间的交叉敏感问题,成功解决了多个国防领域重大装备关键物理量的测量问题。