利用中红外激光在基于玻璃的基材上形成激光诱导的属性的方法技术

制造其上包含表面特征的基于玻璃的制品的方法。方法包括：相对于激光器布置基于玻璃的基材。方法还包括：用具有约2500nm至约3000nm的光波长的激光束照射基于玻璃的基材以在所述基材上产生表面特征。

A Method of Forming Laser Induced Properties on Glass-based Material by Mid-infrared Laser

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用中红外激光在基于玻璃的基材上形成激光诱导的属性的方法本申请根据35U.S.C.§119要求于2016年11月18日提交的系列号为62/424,227的美国临时申请的优先权权益，本申请以该申请的内容为基础，并通过引用的方式将其全文纳入本文。
技术介绍
本公开涉及利用发射中红外的激光器在基于玻璃的基材上形成激光诱导特征的方法。近年来，在基于玻璃的透明基材上形成激光诱导的特征的方法成为了大量研究的课题，这是因为这具有在基于玻璃的基材上形成所需的表面性质的潜力。常规的方法有时包括了将紫外(UV)波长或CO2激光引导到不透明的或包含过渡金属的基于玻璃的基材上，以在其上形成表面特征。这些常规方法不能用于在具有低的过渡金属浓度的基于玻璃的透明基材上形成激光诱导的表面特征。因此，需要利用发射中IR的激光器在基于玻璃的透明基材上形成激光诱导的特征的方法。
技术实现思路
根据本公开的一个实施方式，公开了一种用于在基于玻璃的制品上形成特征的方法。在一些实施方式中，所述方法包括：相对于激光器布置基材。在一些实施方式中，所述方法包括：将包含约2500nm至约3000nm的光波长的激光束从激光器引导到基材。在一些实施方式中，所述基材从激光束吸收光，吸收的量足以加热基材以及从基材产生特征。根据本公开的一个实施方式，公开了一种用于在基于玻璃的制品上形成特征的方法。在一些实施方式中，所述方法包括：相对于激光器定位基材。在一些实施方式中，所述方法包括：用来自激光器的激光束照射基材表面。在一些实施方式中，所述激光束包含约2500nm至约3000nm的光波长。在一些实施方式中，所述基材从激光束吸收光，吸收的量足以加热基材以及从基材产生表面特征。在一些实施方式中，公开了一种基于玻璃的制品。在一些实施方式中，所述基材包括表面和激光诱导的特征。在一些实施方式中，所述基材吸收约2500nm至约3000nm的光波长。在一些实施方式中，所述激光诱导的特征位于基材的表面上。在阅读详细说明示例性实施方式的以下具体实施方式和附图之前，应理解本专利技术的技术并不限于具体实施方式中所阐述或附图中所例示的细节或方法学。例如，如本领域技术人员所理解的，在其中的一幅附图中所示或者在涉及其中的一个实施方式的文本中所述与实施方式相关的特征和属性也可以适用于其中的另一幅附图所示或文本其他地方所描述的其他实施方式。附图说明当考虑到本公开的以下具体实施方式时，将能更好地理解本公开，并且除了上述内容之外的特征，方面和优点将变得很清楚。这样的具体实施方式参考了以下附图，其中：图1例示了根据本公开的一个实施方式所述的对基于玻璃的基材进行的激光照射。图2例示了根据本公开的方法，在基于玻璃的基材上形成示例性的表面特征。图3是根据本公开，一种激光器的激光调谐曲线[激光输出功率(单位为瓦特)作为激光发射波长(nm)的函数]的图。图4是在图3的激光调谐曲线范围内的一种示例性激光器构造的激光发射光谱(W)作为激光发射波长(nm)的函数的图。图5是本公开的各种玻璃基材对约2500nm至约3000nm的波长的吸光度曲线(％)的图。具体实施方式除非另外定义，否则，本文中所使用的所有技术和科学术语都具有本公开所属领域普通技术人员通常所理解的含义。虽然可采用与本文所述类似或等同的任何方法和材料实施或测试本公开，但下文描述了示例性的方法和材料。本公开提供了形成基于玻璃的制品100的方法。在一些实施方式中，基于玻璃的制品100包括基于玻璃的基材101以及在基于玻璃的基材101上形成的特征201。基于玻璃的基材101可以包括玻璃、陶瓷和/或玻璃陶瓷。在一些实施方式中，基于玻璃的制品100是透明的。在一些实施方式中，基于玻璃的制品100是无色的。本公开的方法包括：在基于玻璃的基材101上形成特征201。图1A-B例示了形成制品100的一种示例性方法。如图1所示，本公开的方法包括：相对于激光器400布置或定位基于玻璃的基材101。图1A-B所示的基于玻璃的基材101包含至少一个边缘103以及在相对的主表面102、104之间的厚度T。基于玻璃的基材101可以具有任何形状，例如是如下物质的形状：板、光纤、杆、管、透镜、镜子、锭、罩或滤波器。基于玻璃的基材101还可以与另一种玻璃基材直接或间接共同延伸，例如在基于玻璃的层压件中。仅是为了说明的目的，图1A-B中的基于玻璃的基材101以基本平坦的形式示出。当然，基于玻璃的基材101可以是平坦的、弯曲的、圆化的、圆形、圆柱形或基于玻璃的基材的典型的其他形状。当然，基于玻璃的制品100可以包括任意数目的特征201，例如2、3、5、10、15、20、25、50、75、100或更多个特征。本公开的基于玻璃的基材透射至少一部分的可见波长。在一些实施方式中，本公开的基于玻璃的基材透射至少一部分的约400nm至约750nm的波长。在一些实施方式中，本公开的基于玻璃的基材透射约40％或更多的约400nm至约750nm的波长，或者约60％或更多、或者约80％或更多，例如40％、50％、60％、70％、80％、85％、90％或更多(包括其间的所有范围和子范围)的约400nm至约750nm的波长。在约400nm至约750nm的每个波长下的可见光的透射率(T可见)可以不相同。在一些实施方式中，本公开的基于玻璃的基材是非晶的、无机无定形固体。在一些实施方式中，本公开的基于玻璃的基材是透明的。在一些实施方式中，本公开的基于玻璃的基材是无色的。基于玻璃的基材101的热膨胀系数(CTE)可以为约0.1x10-6℃-1至约10x10-6℃-1(在约25℃至约400℃下)。再次参考图1，本公开的方法包括：相对于激光器400布置或定位基于玻璃的基材101。在一些实施方式中，相对于激光器400布置基于玻璃的基材101，使得主表面102、104中的一个主表面基本正交于由激光器400所产生的激光束402。在一些实施方式中，使基于玻璃的基材101的主表面102、104中的一个或两个主表面相对于由激光器400所产生的激光束402成小于90度的角定位。参考图1，本公开的方法可以包括：提供或引导来自激光器400的激光束402与基于玻璃的基材101接触。在一些实施方式中，激光束402具有以下波长：约2500nm至约3000nm、或约2600nm至约2900nm、或约2700nm至约2800nm，例如2500nm、2600nm、2700nm、2800nm、2900nm或3000nm，包括其间的所有范围和子范围。在一些实施方式中，激光束402包含以下的光波长范围：约2500nm至约3000nm、或约2600nm至约2900nm、或约2700nm至约2800nm，例如2500nm、2600nm、2700nm、2800nm、2900nm或3000nm，包括其间的所有范围和子范围。可以预先确定激光束402的波长，以使其符合基于玻璃的基材101的吸收光谱。也就是说，可对激光束402的输出波长和功率进行配置以使其被基于玻璃的基材101选择性吸收。在一些实施方式中，可以预先确定激光束402的波长，以使其符合基于玻璃的基材101的组成中的羟基(-OH)浓度的吸光度。本文中的基于玻璃的基材101的吸光度不是紫外(UV)激光照射过程中常规见到的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在基于玻璃的制品上形成特征的方法，所述方法包括：相对于激光器布置透明的基于玻璃的基材，引导来自激光器的包含约2500nm至约3000nm的光波长的激光束以接触透明的基于玻璃的基材，并且其中，所述透明的基于玻璃的基材吸收来自激光束的光，吸收的量足以加热透明的基于玻璃的基材以及从所述基材产生玻璃特征。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.18 US 62/424,2271.一种在基于玻璃的制品上形成特征的方法，所述方法包括：相对于激光器布置透明的基于玻璃的基材，引导来自激光器的包含约2500nm至约3000nm的光波长的激光束以接触透明的基于玻璃的基材，并且其中，所述透明的基于玻璃的基材吸收来自激光束的光，吸收的量足以加热透明的基于玻璃的基材以及从所述基材产生玻璃特征。2.如权利要求1所述的方法，其中，透明的基于玻璃的基材包含小于约1.0重量％的过渡金属离子浓度。3.如权利要求1所述的方法，其中，透明的基于玻璃的基材基本上不含过渡金属离子浓度。4.如权利要求1所述的方法，其中，透明的基于玻璃的基材包含小于约0.5重量％的铁离子浓度。5.如权利要求1所述的方法，其中，透明的基于玻璃的基材吸收来自激光束的20％或更多的光。6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在来自激光器的激光束附近，在透明的基于玻璃的基材的表面上产生玻璃特征。7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其还包括：沿着透明的基于玻璃的基材的表面移动激光束。8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其还包括：终止激光束与透明的基于玻璃的基材接触。9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，透明的基于玻璃的基材包含钠钙玻璃、硅铝酸盐玻璃、碱金属硅铝酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、碱金属硼硅酸盐玻璃、铝硼硅酸盐玻璃、碱金属铝硼硅酸盐玻璃或熔凝硅石玻璃。10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，透明的基于玻璃的基材在其组成中包含大于约300ppm的羟基(-OH)浓度。11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述玻璃特征是在基于玻璃的基材上的隆起物、脊或突出物。12.一种在基于玻璃的制品上形成基于玻璃的特征的方法，所述方法包括：相对于激光器定位透明的基于玻璃的基材，用来自激光器的激光束照射透明的基于玻璃的基材的表面，所述激光束包含约2500nm至约3000nm的光波长，并且其中，所述透明的基于玻璃的基材吸收来自激光束的光，吸收的量足以加热透明的基于玻璃的基材以及从所述基材产生透明的玻璃表面特征。13.如权利要求12所述的方法，其中，透明的玻璃表面特征在透明的基于玻璃的基材的受照...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·L·洛古诺夫，A·M·斯特列利佐夫，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US