Les lasers femtoseconde sont capables de traiter n'importe quel matériau solide de haute qualité et de haute précision en utilisant leurs caractéristiques ultrarapides et ultra-intenses. Avec le développement continu de la technologie laser, la fabrication laser ultrarapide pourrait devenir l'une des principales méthodes utilisées dans la fabrication haut de gamme à l'avenir.

Récemment, les chercheurs ont réalisé une nouvelle méthode de contrôle de la dynamique des électrons pour la fabrication de micro/nano laser ultrarapide. Pour la première fois, la dynamique électronique transitoire localisée peut être activement contrôlée pour manipuler les propriétés des matériaux, ce qui améliore considérablement l'efficacité, qualité, uniformité et précision de la fabrication au laser.

Cette recherche a été menée par le groupe du professeur Lan Jiang de l'Institut de technologie de Pékin, en coopération avec le professeur Tian-Hong Cui de l'Université du Minnesota, et le professeur Yongfeng Lu de l'Université du Nebraska-Lincoln. Les résultats de leurs recherches ont été récemment examinés dans Lumière :science et applications .

Durant la dernière décennie, le groupe de recherche a consacré ses efforts à l'étude de nouvelles méthodes de fabrication basées sur le contrôle de la dynamique des électrons. Ils ont utilisé le laser ultrarapide de forme temporelle/spatiale pour contrôler la dynamique électronique transitoire localisée (par exemple, densité, Température, et diffusion); par ailleurs, ils ont modifié les propriétés transitoires localisées du matériau et ajusté le changement de phase du matériau ; finalement, ils ont mis en œuvre la nouvelle méthode de fabrication.

Ils ont établi un modèle multi-échelle d'interactions laser ultrarapides avec les matériaux et prédisent que les impulsions ultrarapides de forme temporelle/spatiale peuvent contrôler les processus d'interaction laser-matériau. Par ailleurs, sur la base des prédictions théoriques, ils ont vérifié expérimentalement la validité de la méthode de contrôle de la dynamique électronique. En outre, ils ont proposé et mis en œuvre un système de mesure multi-échelle pour observer la dynamique d'ablation laser femtoseconde de l'échelle femtoseconde à la seconde échelle, qui a fourni des preuves expérimentales pour le mécanisme proposé.

En utilisant cette méthode, ils ont considérablement amélioré l'efficacité de fabrication, qualité, répétabilité et précision, et étendu les limites de fabrication de la fabrication laser. La nouvelle méthode a résolu certains problèmes de fabrication critiques et a déjà été appliquée à une série de grands projets nationaux chinois. Cette nouvelle méthode réalise pour la première fois le contrôle actif de la dynamique électronique transitoire localisée dans le processus de fabrication du laser. Par ailleurs, il ouvre de larges possibilités de contrôle de fabrication au niveau électronique, qui peuvent apporter des contributions révolutionnaires à la fabrication haut de gamme, manipulation des propriétés des matériaux, et le contrôle des réactions chimiques.