采訪對(duì)象:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 吳東教授
1. 吳教授您好,感謝您接受我們的采訪,知道您是從事關(guān)于超快激光的科研工作,具體是關(guān)于什么方面?
答:2014年,我從日本回國(guó),現(xiàn)在在中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)工作,從博士期間開(kāi)始一直在做超快激光微納加工方面的研究,我們做的是微米、納米量級(jí)的,比如微光學(xué)實(shí)驗(yàn)、微機(jī)械、仿生功能表面結(jié)構(gòu)等。
與傳統(tǒng)加工相比,微納加工精度更高,舉個(gè)較典型的例子:超快激光微納加工可以在頭發(fā)絲上刻字,并且可以實(shí)現(xiàn)在頭發(fā)上做微結(jié)構(gòu),但是傳統(tǒng)的加工就難以實(shí)現(xiàn),這也是我們做技術(shù)前沿研究的一個(gè)主要特點(diǎn)。
激光微納制造技術(shù)跨越了毫米、微米和納米多個(gè)尺度,成為舉足輕重的先進(jìn)制造核心技術(shù),必將在“中國(guó)制造2025”進(jìn)程中發(fā)揮不可缺少的作用。
2. 超快激光是一個(gè)科研熱點(diǎn),也吸引了許多科研工作者加入,那么是不是意味著其它激光加工技術(shù)研發(fā)基本完成?
社會(huì)在不斷的前進(jìn),科學(xué)技術(shù)也持續(xù)不斷的在精進(jìn),比如日常用的手機(jī),經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展,不僅更新得特別快,而且一代比一代先進(jìn),技術(shù)研發(fā)永遠(yuǎn)都在前進(jìn),超快激光微納加工也不例外。
這些年超快激光微納加工發(fā)展的比較迅速,它有自己獨(dú)特的特點(diǎn),舉個(gè)例子:我們平面手機(jī)的觸摸接口,攝像頭,它使用的是藍(lán)寶石,因?yàn)樗挠捕确浅5膱?jiān)硬,普通傳統(tǒng)激光加工技術(shù)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)切割的,如今可以用超快激光來(lái)切割,切割質(zhì)量效果非常好,這也是超快激光的優(yōu)勢(shì)。但這并不代表傳統(tǒng)的激光加工技術(shù)過(guò)時(shí)了,不需要開(kāi)發(fā)了,比如在焊接、熔覆的時(shí)候,還是要根據(jù)具體的需求去開(kāi)發(fā)工藝,另外還要做一些新材料的激光加工可行性應(yīng)用研究。所以說(shuō)傳統(tǒng)激光加工和超快微納加工各有所長(zhǎng),各有所短!
3. 您認(rèn)為現(xiàn)在超快激光技術(shù)研發(fā)是不是已經(jīng)成熟,只等商業(yè)化的加工應(yīng)用開(kāi)展?
超快激光從1990年代中開(kāi)始應(yīng)用加工到現(xiàn)在,至今有將近20年的歷史,而真正商業(yè)化還不到10年。超快激光前10年主要是在科研前沿探索,在科研院所運(yùn)營(yíng)之后,才逐漸開(kāi)始進(jìn)行商業(yè)化,目前科研院所、公司企業(yè)還在不斷的進(jìn)行研發(fā),現(xiàn)在的技術(shù)只能說(shuō)更加先進(jìn),商業(yè)化應(yīng)用也更加廣泛。
這些年,超快激光隨著成本的降低,得到了廣泛應(yīng)用,從而得到了更好的發(fā)展。比如:以前蘋(píng)果手機(jī)飛秒激光是用不上的,但現(xiàn)在能用得上,是因?yàn)楝F(xiàn)在我們對(duì)產(chǎn)品的要求越來(lái)越高,自然而然的對(duì)加工技術(shù)的要求也越來(lái)越高,包括現(xiàn)在激光在醫(yī)療方面也是逐步在應(yīng)用。
4. 這次您的講題是關(guān)于生物醫(yī)療方面,大眾知道的超快激光可用于近視眼治療,那么還會(huì)有哪些領(lǐng)域呢?
激光近視治療手術(shù)是最早的,為什么呢?剛開(kāi)始飛秒激光器非常貴,在5年前或者10年前,運(yùn)用在工業(yè)上面是非常少的,但很早就運(yùn)用在近視手術(shù)上面,比如現(xiàn)在一次近視手術(shù)大概是2萬(wàn)元,現(xiàn)在基本上好的醫(yī)院都可以做這個(gè)手術(shù),從以前的準(zhǔn)分子近視手術(shù)到半飛秒激光手術(shù),再到現(xiàn)在的全飛秒激光近視手術(shù),現(xiàn)在做一只眼睛近視手術(shù)可能很快就搞定了,而且目前的價(jià)格是許多人可以承受得起了。
現(xiàn)在在消費(fèi)電子類(lèi)產(chǎn)品,使用超快激光是越來(lái)越多,除此之外,還有醫(yī)療器械,包括現(xiàn)在的一些心血管支架應(yīng)用上面也很多,另外還有激光微納加工一些微結(jié)構(gòu)將來(lái)應(yīng)用于生物,或者在醫(yī)療上面間接的應(yīng)用也是很多的。
5. 超快激光加工給生物醫(yī)學(xué)技術(shù)的研究帶來(lái)了新的機(jī)遇和活力?
以前做近視手術(shù)的時(shí)候,需要先用刀片把眼睛角膜切開(kāi),然后再用紫外光去打,這種手術(shù)是非常危險(xiǎn)的,而且手術(shù)失敗的幾率也相對(duì)高,但現(xiàn)在用飛秒激光做手術(shù)不需要切開(kāi)眼角膜,可以降低風(fēng)險(xiǎn),造福人類(lèi)。
在經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域也是一樣,比如我們用的手機(jī)的的攝像頭,我們用飛秒激光來(lái)切,部件的使用壽命就會(huì)長(zhǎng)很多,這也是給研究方面帶來(lái)新的機(jī)遇,我相信以后會(huì)應(yīng)用更多的領(lǐng)域。
6. 在去年至今,多家國(guó)內(nèi)本土企業(yè)開(kāi)始量產(chǎn)超快激光器,您認(rèn)為我國(guó)超快激光下一步的發(fā)展趨勢(shì)是什么?
答:阻礙超快激光微納加工發(fā)展的主要因素一個(gè)是價(jià)格問(wèn)題,另一個(gè)是穩(wěn)定性問(wèn)題。為什么超快激光在近10年才開(kāi)始工業(yè)應(yīng)用呢?主要是因?yàn)樗某杀痉浅8?。近年?lái),超快激光微納加工市場(chǎng)應(yīng)用越來(lái)越多,它的成本也隨之下降得較快。這些年除了醫(yī)療,超快激光微納加工在消費(fèi)電子方面也運(yùn)用的非常多。
超快激光的發(fā)展趨勢(shì),第一考慮仍然是成本,成本還需繼續(xù)降低,它的應(yīng)用還將會(huì)更廣泛,包括將來(lái)可以運(yùn)用于普通的打標(biāo),普通的雕刻,甚至應(yīng)用到3D打印中,都可以應(yīng)用,那么運(yùn)用的前提是它的價(jià)格必須降下來(lái)。另外一個(gè)是穩(wěn)定性問(wèn)題,超快激光相對(duì)于納秒,穩(wěn)定性不足,或者說(shuō)使用性比他們要“嬌貴”一些,如果將來(lái)穩(wěn)定性提升得更好,它的使用率會(huì)變得更高。
這些年,隨著超快激光應(yīng)用的普及,國(guó)內(nèi)也有越來(lái)越多的公司開(kāi)始嘗試做超快激光器。說(shuō)到關(guān)鍵技術(shù)和難題,超快激光是應(yīng)用在高附加值精細(xì)加工領(lǐng)域,所以最關(guān)鍵的還是可靠性和穩(wěn)定性。其次就是目前超快激光器的價(jià)格還是比較昂貴的,也限制了應(yīng)用的普及,隨著成本、價(jià)格降低,相信普及率會(huì)逐漸提高,超快激光微納加工從而得到更好地發(fā)展。