System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 玻璃微槽加工方法和系统、玻璃制品技术方案_技高网

玻璃微槽加工方法和系统、玻璃制品技术方案

技术编号:40161728 阅读:9 留言:0更新日期:2024-01-26 23:35
本申请提出一种玻璃微槽加工方法和系统、玻璃制品,方法包括:将激光整形为贝塞尔光束;通过贝塞尔光束对玻璃基板进行照射;在照射的过程中控制玻璃基板按照预设路径移动,以使改性线移动形成改性面;将形成改性面后的玻璃基板置于刻蚀溶液进行刻蚀,以在玻璃基板的表面形成目标微槽。本申请仅对目标微槽的槽底角的角平分线所构成的面的位置进行照射,极大缩短了激光扫描时间,同时通过规划玻璃基板沿目标微槽的槽底角的角平分线的轨迹移动,可以灵活地制备不同形状的由玻璃微槽构成的玻璃微结构,利用化学刻蚀的抛光作用,有效提高了玻璃微槽的质量。本申请可以高效、灵活地制备高质量玻璃微槽及由玻璃微槽构成的玻璃微结构。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及激光加工,具体涉及一种玻璃微槽加工方法和系统、玻璃制品


技术介绍

1、玻璃具有良好的化学稳定性以及耐高温特性,而表面具有微纳结构的玻璃如今被广泛地应用在各个领域中,如在微电子器件中,表面具备微型沟槽的玻璃可以作为微流控芯片内部的流体通道;在光学领域,表面具备微型沟槽的玻璃可以作为闪耀光栅应用在各种光学器件中;在通信领域,使用表面具有微型沟槽的玻璃可以改善光纤的耦合效率和传输特性,提高光纤通信系统的性能。

2、使用激光加工玻璃表面微纳结构是较为常见的技术手段,但是激光烧蚀技术的可控性差,高能激光能量局部集中容易造成玻璃局部受损,使得加工出来的微槽表面质量较差,且对于不同形状的表面微纳结构,需要严格规划激光扫描路径,使激光能对整个微槽区域的玻璃进行烧蚀,该方法加工效率低下且灵活性较低;而激光改性配合化学刻蚀的方法则是使用高功率激光诱导玻璃材料发生高度改性,使得改性区域的刻蚀速率远高于未被改性区域的刻蚀速率,在未改性区域被刻蚀之前完成改性区域的刻蚀,形成微纳结构,但是,由于刻蚀实际上仅发生在改性区域,要想制备出完整的微槽,就需要对微槽区域的所有位置都进行高度改性,这不仅需要严格地规划激光扫描路径使激光能扫描到微槽区域的所有位置,且需要耗费较长的时间来完成激光对微槽区域的所有位置的反复扫描,才能实现对微槽区域的高度改性,这就使得该方法加工效率低下且灵活性较低。现有技术中缺少一种能灵活、高效且高质量地制备玻璃表面微结构的加工方法。


技术实现思路

1、为解决上述问题,本申请实施例提出一种玻璃微槽加工方法和系统、玻璃制品,能够灵活高效且高质量地制备玻璃表面微结构。

2、本申请实施例第一方面提出一种玻璃微槽加工方法,所述方法包括:

3、将激光整形为贝塞尔光束,其中,所述贝塞尔光束的焦深根据目标微槽的槽底角的角平分线的长度确定,所述贝塞尔光束的倾斜度根据所述目标微槽的槽底角的角平分线与玻璃基板的上表面的夹角确定;

4、通过所述贝塞尔光束对所述玻璃基板进行,以在所述玻璃基板上形成改性线,其中,所述改性线与所述目标微槽的槽底角的角平分线重合;

5、在照射的过程中控制所述玻璃基板按照预设路径移动,以使所述改性线移动形成改性面,其中,所述改性面上的点与所述目标微槽的左侧壁和右侧壁的距离相等;

6、将形成所述改性面后的所述玻璃基板置于刻蚀溶液进行刻蚀,以在所述玻璃基板的表面形成目标微槽,其中,所述玻璃基板中的改性面的刻蚀速率与非改性区域的刻蚀速率满足预设的刻蚀速率比,所述非改性区域是所述玻璃基板中未形成改性面的区域。

7、在一些实施例中,所述将激光整形为贝塞尔光束,包括:

8、根据所述刻蚀速率比和玻璃基板的材料种类确定所述激光的能量密度;

9、根据所述激光的能量密度调节激光功率;

10、根据所述目标微槽的槽底角的角平分线的长度和倾斜度对所述激光进行相位调制,以形成所述贝塞尔光束。

11、在一些实施例中,所述根据所述刻蚀速率比和玻璃基板的材料种类确定激光的能量密度,包括:

12、根据所述刻蚀速率比确定所述改性面的损伤程度;

13、根据所述玻璃基板的材料种类确定所述玻璃基板的损伤阈值;

14、根据所述损伤程度和所述损伤阈值确定所述激光的能量密度。

15、在一些实施例中,所述根据所述能量密度调节激光功率,包括:

16、根据所述能量密度控制半波片的偏转方向;

17、通过所述半波片调节所述激光的偏振状态,并使调节偏振状态后的所述激光通过格兰棱镜,以调节所述激光功率。

18、在一些实施例中,所述方法还包括:

19、根据所述目标微槽的槽底角的角平分线的长度和所述目标微槽的预设槽宽确定所述刻蚀速率比。

20、在一些实施例中,所述方法还包括:

21、监测所述目标微槽的实际槽宽;

22、在所述目标微槽的实际槽宽不小于所述目标微槽的预设槽宽的情况下,停止刻蚀所述玻璃基板。

23、在一些实施例中,所述改性面的深宽比大于100。

24、在一些实施例中,所述改性线的长度不小于所述目标微槽的预设槽深。

25、本申请第二方面实施例提出一种玻璃微槽加工系统,包括:

26、光束整形模块,用于将激光整形为贝塞尔光束,其中,所述贝塞尔光束的焦深根据目标微槽的槽底角的角平分线长度确定;

27、光束照射模块,用于通过所述贝塞尔光束对玻璃基板进行照射,以在所述玻璃基板上形成改性线,其中,所述改性线与所述目标微槽的槽底角的角平分线重合;

28、位移模块,用于在照射过程中控制所述玻璃基板按照预设路径移动,以使所述改性线移动形成改性面,其中,所述改性面上的点均位于所述目标微槽的左侧壁和右侧壁在水平方向上的中点位置;

29、刻蚀模块,用于将形成所述改性面后的所述玻璃基板置于刻蚀溶液进行刻蚀,以在所述玻璃基板的表面形成目标微槽,其中,所述玻璃基板中的改性面的刻蚀速率与非改性区域的刻蚀速率满足预设的刻蚀速率比,所述非改性区域是所述玻璃基板中未形成改性面的区域。

30、本申请实施例第三方面提出一种玻璃制品,所述玻璃制品通过如第一方面实施例中任一项所述的玻璃微槽加工方法制备。

31、本申请实施例提出一种玻璃微槽加工方法和系统、玻璃制品,方法包括:将激光整形为贝塞尔光束,其中,所述贝塞尔光束的焦深根据目标微槽的槽底角的角平分线的长度确定,所述贝塞尔光束的倾斜度根据所述目标微槽的槽底角的角平分线与玻璃基板的上表面的夹角确定;通过所述贝塞尔光束对所述玻璃基板进行照射,以在所述玻璃基板上形成改性线,其中,所述改性线与所述目标微槽的槽底角的角平分线重合;在照射的过程中控制所述玻璃基板按照预设路径移动,以使所述改性线移动形成改性面,其中,所述改性面上的点与所述目标微槽的左侧壁和右侧壁的距离相等;将形成所述改性面后的所述玻璃基板置于刻蚀溶液进行刻蚀,以在所述玻璃基板的表面形成目标微槽,其中,所述玻璃基板中的改性面的刻蚀速率与非改性区域的刻蚀速率满足预设的刻蚀速率比,所述非改性区域是所述玻璃基板中未形成改性面的区域。本申请中通过将激光调制为具有特定焦深的贝塞尔光束,再使用该贝塞尔光束对目标微槽的槽底角的角平分线的位置进行照射形成改性程度较低的改性面,使玻璃基板的改性面和非改性区域在刻蚀过程中按照预设的刻蚀速率比进行刻蚀,通过弱改性的改性面诱导刻蚀过程从而在玻璃基板形成目标微槽,而不需要为了形成高度改性而对槽体区域的所有位置进行反复扫描,有效缩短了激光扫描时间,同时针对不同形状的玻璃微结构,仅需要简单地规划玻璃基板的移动路径使激光扫描玻璃微结构每个位置的槽底角的角平分线构成的面即可,而无需严格规划激光扫描路径使激光扫描整个槽体区域,且利用化学刻蚀的抛光作用,降低玻璃微槽表面的粗糙度,基于此,本申请可以高效、灵活且高质量地制备玻璃微槽以及由本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种玻璃微槽加工方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将激光整形为贝塞尔光束,包括:

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述刻蚀速率比和玻璃基板的材料种类确定所述激光的能量密度,包括:

4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述激光的能量密度调节激光功率,包括:

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述改性面的深宽比大于100。

8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述改性线的长度不小于所述目标微槽的预设槽深。

9.一种玻璃微槽加工系统,其特征在于,所述系统包括:

10.玻璃制品,其特征在于,所述玻璃制品通过如权利要求1至权利要求8中任一项所述的玻璃微槽加工方法制备。

【技术特征摘要】

1.一种玻璃微槽加工方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将激光整形为贝塞尔光束,包括:

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述刻蚀速率比和玻璃基板的材料种类确定所述激光的能量密度,包括:

4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述激光的能量密度调节激光功率,包括:

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐少林李峻仲帅
申请(专利权)人:南方科技大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1