[发明专利]飞秒激光双脉冲玻璃焊接强度增强系统装置

说明书

本发明公开的一种飞秒激光双脉冲玻璃焊接强度增强系统装置，属于超快激光技术领域。本发明通过下述技术方案实现：超短脉冲激光光束利分光镜将光束分为两束互为垂直的十字交叉束光，聚焦在待悍玻璃制品的界面处，计算机在线监测，按照预定的扫描路径分层扫描，控制电控一维运动平台精确调控两束脉冲的延时时间，调控高重频超快激光器产生超快激光脉冲的扫描速度，将飞秒激光单脉冲光束调制为汇聚于待悍玻璃制品连接处，向待悍玻璃制品材料深处方向传播，通过调节飞秒激光脉冲能量及扫描轨迹参数，在玻璃制品连接界面处表面形成熔化效应，获得不同尺寸的热影响区的吸收效应的熔池，从而将待焊叠合玻璃焊接在一起，冷却后形成致密的焊缝。

技术领域

本发明属于超快激光技术领域。涉及一种提高玻璃焊接强度的飞秒激光双脉冲玻璃焊接强度增强系统装置。

背景技术

玻璃因为其优良的物理、化学性能在新型传感器、微机电系统、微流控芯片、光通讯及光存储等领域有着广泛的应用。玻璃材料硬而脆，相对于金属材料，具有低热导率。当受热不均匀时，由于内张力，容易出现破裂。近些年来随着工业化及自动化水平的不断提高，对玻璃高精度、高质量的连接需求也越来越高。目前，常用的玻璃连接方法已经越来越难以满足需求。传统的胶水粘合虽然可以实现多种材料之间的连接，但其易老化、热解、易受热膨胀等缺点使得产品的可靠性难以保证。目前使用飞秒激光已经能够实现高强度的玻璃焊接，已用于取代传统玻璃连接过程如胶合。超短脉冲激光技术作为一种新型的非接触式的加工方法，能量密度最高区域是在玻璃深处的焦点位置。数千计的激光脉冲能量形成了一个熔化槽，可以直接对玻璃材料表面以及内部进行有效的高精度加工，并在几毫秒内被向上推，超短脉冲激光与透明材料相互作用具有热效应小及非线性吸收的特点，非常适合透明材料的微焊接。在玻璃加工领域展现出了巨大的潜力。与传统长脉宽激光焊接玻璃不同，超短脉宽激光焊接玻璃技术不需要在两玻璃间加入中间吸收层，它可以通过多光子吸收、隧穿电离、雪崩电离等效应直接与玻璃发生作用，并且具有热影响区小、加工精度高等优点。但对于玻璃材料之间的微连接仍然面临挑战。普通长脉冲激光的能量不易被玻璃吸收而且热膨胀易使玻璃碎裂，并不适合微焊接玻璃等透明材料。