采訪對象:中國科學技術大學 吳東教授
1. 吳教授您好,感謝您接受我們的采訪,知道您是從事關于超快激光的科研工作,具體是關于什么方面?
答:2014年,我從日本回國,現在在中國科學技術大學工作,從博士期間開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、納米量級的,比如微光學實驗、微機械、仿生功能表面結構等。
與傳統加工相比,微納加工精度更高,舉個較典型的例子:超快激光微納加工可以在頭發絲上刻字,并且可以實現在頭發上做微結構,但是傳統的加工就難以實現,這也是我們做技術前沿研究的一個主要特點。
激光微納制造技術跨越了毫米、微米和納米多個尺度,成為舉足輕重的先進制造核心技術,必將在“中國制造2025”進程中發揮不可缺少的作用。
2. 超快激光是一個科研熱點,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研發基本完成?
社會在不斷的前進,科學技術也持續不斷的在精進,比如日常用的手機,經過十幾年的發展,不僅更新得特別快,而且一代比一代先進,技術研發永遠都在前進,超快激光微納加工也不例外。
這些年超快激光微納加工發展的比較迅速,它有自己獨特的特點,舉個例子:我們平面手機的觸摸接口,攝像頭,它使用的是藍寶石,因為它的硬度非常的堅硬,普通傳統激光加工技術是無法實現切割的,如今可以用超快激光來切割,切割質量效果非常好,這也是超快激光的優勢。但這并不代表傳統的激光加工技術過時了,不需要開發了,比如在焊接、熔覆的時候,還是要根據具體的需求去開發工藝,另外還要做一些新材料的激光加工可行性應用研究。所以說傳統激光加工和超快微納加工各有所長,各有所短!
3. 您認為現在超快激光技術研發是不是已經成熟,只等商業化的加工應用開展?
超快激光從1990年代中開始應用加工到現在,至今有將近20年的歷史,而真正商業化還不到10年。超快激光前10年主要是在科研前沿探索,在科研院所運營之后,才逐漸開始進行商業化,目前科研院所、公司企業還在不斷的進行研發,現在的技術只能說更加先進,商業化應用也更加廣泛。
這些年,超快激光隨著成本的降低,得到了廣泛應用,從而得到了更好的發展。比如:以前蘋果手機飛秒激光是用不上的,但現在能用得上,是因為現在我們對產品的要求越來越高,自然而然的對加工技術的要求也越來越高,包括現在激光在醫療方面也是逐步在應用。
4. 這次您的講題是關于生物醫療方面,大眾知道的超快激光可用于近視眼治療,那么還會有哪些領域呢?
激光近視治療手術是最早的,為什么呢?剛開始飛秒激光器非常貴,在5年前或者10年前,運用在工業上面是非常少的,但很早就運用在近視手術上面,比如現在一次近視手術大概是2萬元,現在基本上好的醫院都可以做這個手術,從以前的準分子近視手術到半飛秒激光手術,再到現在的全飛秒激光近視手術,現在做一只眼睛近視手術可能很快就搞定了,而且目前的價格是許多人可以承受得起了。
現在在消費電子類產品,使用超快激光是越來越多,除此之外,還有醫療器械,包括現在的一些心血管支架應用上面也很多,另外還有激光微納加工一些微結構將來應用于生物,或者在醫療上面間接的應用也是很多的。
5. 超快激光加工給生物醫學技術的研究帶來了新的機遇和活力?
以前做近視手術的時候,需要先用刀片把眼睛角膜切開,然后再用紫外光去打,這種手術是非常危險的,而且手術失敗的幾率也相對高,但現在用飛秒激光做手術不需要切開眼角膜,可以降低風險,造福人類。
在經濟領域也是一樣,比如我們用的手機的的攝像頭,我們用飛秒激光來切,部件的使用壽命就會長很多,這也是給研究方面帶來新的機遇,我相信以后會應用更多的領域。
6. 在去年至今,多家國內本土企業開始量產超快激光器,您認為我國超快激光下一步的發展趨勢是什么?
答:阻礙超快激光微納加工發展的主要因素一個是價格問題,另一個是穩定性問題。為什么超快激光在近10年才開始工業應用呢?主要是因為它的成本非常高。近年來,超快激光微納加工市場應用越來越多,它的成本也隨之下降得較快。這些年除了醫療,超快激光微納加工在消費電子方面也運用的非常多。
超快激光的發展趨勢,第一考慮仍然是成本,成本還需繼續降低,它的應用還將會更廣泛,包括將來可以運用于普通的打標,普通的雕刻,甚至應用到3D打印中,都可以應用,那么運用的前提是它的價格必須降下來。另外一個是穩定性問題,超快激光相對于納秒,穩定性不足,或者說使用性比他們要“嬌貴”一些,如果將來穩定性提升得更好,它的使用率會變得更高。
這些年,隨著超快激光應用的普及,國內也有越來越多的公司開始嘗試做超快激光器。說到關鍵技術和難題,超快激光是應用在高附加值精細加工領域,所以最關鍵的還是可靠性和穩定性。其次就是目前超快激光器的價格還是比較昂貴的,也限制了應用的普及,隨著成本、價格降低,相信普及率會逐漸提高,超快激光微納加工從而得到更好地發展。