飞秒激光焊接玻璃的装置和方法制造方法及图纸

一种飞秒激光焊接玻璃的装置和方法，方法包括如下步骤：1)在一片玻璃上滴加少量液体，再叠放另一片玻璃，使液体充满上述待焊接玻璃的间隙，利用大气压力作用使间隙减小；2)将较高单脉冲能量的飞秒激光束聚焦在待焊接两块玻璃的接触面，利用扫描振镜使激光焦点沿封闭路径高速扫描，在两玻璃接触处形成半透明焊缝；3)最后用较低单脉冲能量的飞秒激光束沿上述半透明焊缝慢速扫描，实现最终更牢固的焊接。本发明专利技术第一次的高速扫描不仅可以使玻璃间隙均匀减小，避免自然叠放的两片玻璃在焊接过程中发生翘曲变形；还可以在接触界面上预先形成半透明微结构，以增强第二次扫描时的光吸收，扩大熔池体积。本发明专利技术可利用飞秒激光实现缝隙较大的玻璃的密封焊接，具有焊接速度快、焊接强度高、工艺稳定可靠、可应用范围广的特点。

【技术实现步骤摘要】
飞秒激光焊接玻璃的装置和方法
本专利技术属于激光焊接，涉及一种飞秒激光焊接玻璃的装置和方法。
技术介绍
玻璃材料因其良好的理化性质，如透光性好、透明度高、硬度高、耐腐蚀等，是生产、生活和科研中不可缺少的优良材料。在器件封装和光学器件组合等场景下，经常需要进行玻璃材料的连接，且对连接线的强度和密封性都有较高的要求。在应用过程中若需要将两片或多片玻璃材料连接，目前普遍使用添加焊料焊接、胶合和高温加热熔接的方法。通过添加焊料的方式焊接玻璃，由于焊料和基底材料的不同，化学稳定性较差。采用胶合方式连接则胶体易受高温影响且胶体易老化，寿命不长。高温加热熔接会使接口处产生明显形变，影响器件的性能。以上方法都有明显缺点，已不能满足技术发展带来的生产需要，因此，目前需要一种新的精密连接加工方式。超快激光峰值功率密度极高，在透明材料内能产生非线性多光子吸收，当激光聚焦在两片玻璃交界面时，焦点处材料融化渗透，待冷却后可以将两片玻璃焊接在一起。同时，焊接后两片玻璃间的距离缩小，小于白光相干长度，可以观察到明显的白光干涉条纹。超快激光焊接的焊缝具有连接紧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞秒激光焊接玻璃的装置，其特征在于，包括：用于发射超快激光脉冲的激光器，用于对激光束进行扩束准直的扩束准直镜，用于微调激光束使激光束垂直射入场镜的第一反射镜和第二反射镜，用于控制扫描路径和聚焦激光束的振镜，用于调整玻璃位置使激光焦点处于玻璃间隙的位移平台。/n

【技术特征摘要】
1.一种飞秒激光焊接玻璃的装置，其特征在于，包括：用于发射超快激光脉冲的激光器，用于对激光束进行扩束准直的扩束准直镜，用于微调激光束使激光束垂直射入场镜的第一反射镜和第二反射镜，用于控制扫描路径和聚焦激光束的振镜，用于调整玻璃位置使激光焦点处于玻璃间隙的位移平台。


2.根据权利要求1所述的飞秒激光焊接玻璃的装置，其特征在于，所述的反射镜不限于第一反射镜和第二反射镜，可根据需要增加反射镜或调整反射镜角度，调整光路路径，便于实际应用。


3.根据权利要求1所述的飞秒激光焊接玻璃的装置，其特征在于，所述的振镜输出端口设有聚焦场镜。


4.利用权利要求1所述的飞秒激光焊接玻璃的装置的焊接玻璃方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)在一片玻璃上滴加少量液体，再叠放另一片玻璃，使液体充满上述待焊接两片玻璃的间隙，压紧两片玻璃排出空气，利用大气压力的作用使玻璃间隙减小，从而降低焊接难度；
2)把激光束聚焦在待焊接两片玻璃的接触面处，选用较高单脉冲能量并利用扫描振镜使激光焦点沿封闭路径高速扫描，扫描速度高于100mm/s；

【专利技术属性】
技术研发人员：陈聪，廖洋，叶铖润，刘科，高文海，王佳，谢少明，冯吉军，彭宇杰，冷雨欣，李儒新，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31