Los láseres de femtosegundos son capaces de procesar cualquier material sólido con alta calidad y alta precisión utilizando sus características ultrarrápidas y ultra intensas. Con el continuo desarrollo de la tecnología láser, La fabricación con láser ultrarrápido podría convertirse en uno de los principales métodos empleados en la fabricación de alta gama en el futuro.

Recientemente, Los investigadores han descubierto un nuevo método de control de la dinámica electrónica para la fabricación de micro / nano láser ultrarrápida. Por primera vez, la dinámica de electrones transitorios localizados se puede controlar activamente para manipular las propiedades del material, lo que mejora enormemente la eficiencia, calidad, uniformidad y precisión de la fabricación láser.

Esta investigación fue realizada por el grupo del profesor Lan Jiang del Instituto de Tecnología de Beijing, en cooperación con el profesor Tian-Hong Cui de la Universidad de Minnesota, y el profesor Yongfeng Lu de la Universidad de Nebraska – Lincoln. Sus resultados de investigación fueron revisados ​​recientemente en Luz:ciencia y aplicaciones .

En la última década, el grupo de investigación ha dedicado sus esfuerzos a estudiar nuevos métodos de fabricación basados ​​en el control de la dinámica electrónica. Utilizaron el láser ultrarrápido de forma temporal / espacial para controlar la dinámica de electrones transitorios localizados (por ejemplo, densidad, temperatura, y distribución); es más, modificaron las propiedades transitorias localizadas del material y ajustaron el cambio de fase del material; finalmente, implementaron el nuevo método de fabricación.

Establecieron un modelo multiescala de interacciones de materiales láser ultrarrápidos y predijeron que los pulsos ultrarrápidos de forma temporal / espacial pueden controlar los procesos de interacción del material láser. Es más, sobre la base de las predicciones teóricas, comprobaron experimentalmente la validez del método de control de la dinámica electrónica. Además, propusieron e implementaron un sistema de medición multiescala para observar la dinámica de ablación láser de femtosegundos desde la escala de femtosegundos a la segunda escala, que proporcionó evidencias experimentales para el mecanismo propuesto.

Usando este método, mejoraron enormemente la eficiencia de fabricación, calidad, repetibilidad y precisión, y amplió los límites de fabricación de la fabricación por láser. El nuevo método ha resuelto algunos desafíos críticos de fabricación y ya se ha aplicado a una serie de importantes proyectos nacionales chinos. Este nuevo método realiza por primera vez el control activo de la dinámica electrónica transitoria localizada en el proceso de fabricación con láser. Es más, abre amplias posibilidades para el control de la fabricación a nivel de electrones, que pueden proporcionar contribuciones revolucionarias a la fabricación de alta gama, manipulación de las propiedades del material, y control de reacciones químicas.