[發明專利]飛秒激光焊接玻璃的裝置和方法

在審

• 申請號: 202110684374.X
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113292233A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 陳聰;廖洋;葉鋮潤;劉科;高文海;王佳;謝少明;馮吉軍;彭宇杰;冷雨欣;李儒新
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: C03B23/203
• 分類號: C03B23/203
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

1.一種飛秒激光焊接玻璃的裝置，其特征在于，包括：用于發射超快激光脈沖的激光器，用于對激光束進行擴束準直的擴束準直鏡，用于微調激光束使激光束垂直射入場鏡的第一反射鏡和第二反射鏡，用于控制掃描路徑和聚焦激光束的振鏡，用于調整玻璃位置使激光焦點處于玻璃間隙的位移平臺。

2.根據權利要求1所述的飛秒激光焊接玻璃的裝置，其特征在于，所述的反射鏡不限于第一反射鏡和第二反射鏡，可根據需要增加反射鏡或調整反射鏡角度，調整光路路徑，便于實際應用。

3.根據權利要求1所述的飛秒激光焊接玻璃的裝置，其特征在于，所述的振鏡輸出端口設有聚焦場鏡。

4.利用權利要求1所述的飛秒激光焊接玻璃的裝置的焊接玻璃方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)在一片玻璃上滴加少量液體，再疊放另一片玻璃，使液體充滿上述待焊接兩片玻璃的間隙，壓緊兩片玻璃排出空氣，利用大氣壓力的作用使玻璃間隙減小，從而降低焊接難度；

2)把激光束聚焦在待焊接兩片玻璃的接觸面處，選用較高單脈沖能量并利用掃描振鏡使激光焦點沿封閉路徑高速掃描，掃描速度高于100mm/s；

3)用較低單脈沖能量重復上述步驟2)中路徑并低速掃描，掃描速度低于50mm/s，利用半透明焊縫增強激光吸收，擴大熔池體積，熔化后的材料冷卻后形成更大尺度的焊縫，實現大間隙玻璃的密封焊接。

5.根據權利要求4所述的飛秒激光焊接玻璃的方法，其特征在于，所述兩塊玻璃材料可以相同或者不同，改變玻璃材料后具體參數也需調整，但焊接方法不變。

6.根據權利要求4所述的飛秒激光焊接玻璃的方法，其特征在于，所述兩塊玻璃材料的間隙大于3μm，通常為5-10μm。

7.根據權利要求1所述的利用飛秒激光焊接玻璃的方法，其特征在于，所述的液體為乙醇或水。

8.根據權利要求4所述的飛秒激光焊接玻璃的方法，其特征在于，所述的達到密封要求采用的封閉路徑形狀不唯一，可為圓形、矩形、多邊形的規則封閉形狀或不規則封閉形狀。

9.根據權利要求4所述的飛秒激光焊接玻璃的方法，其特征在于，可根據焊接強度的需求，調節密封焊縫的條數和寬度；具體包括：(1)焊縫條數越多，總焊接強度越大；(2)整體焊縫越寬，總焊接強度越大。