一种基于超快激光技术的玻璃焊接薄膜制造装置

机械加工,机床金属加工设备的制造及其加工,应用技术1.本实用新型属于新型薄膜制造装备领域，具体涉及一种基于超快激光技术的玻璃焊接薄膜制造装置。背景技术：2.微纳器件作为现代高新科技体系的基本单元，已在生物医疗仪器、 5g通讯设备、超精密电子机械系统等制造领域得到了广泛应用。薄膜材料由于其易实现多功能，通常与微纳器件结合制造，形成薄膜微纳功能器件。但由于各高新科技领域对微纳功能器件的精度、可靠性和环保特性提出了极高要求，传统薄膜制造工艺的长周期、低精度及严重化学污染性等缺陷成为制约其功能性应用的瓶颈。因此探寻高效、高精、绿色环保、不局限镀膜材料的薄膜制造装置成为实现薄膜微纳器件功能性应用亟需解决的热点问题。本实用新型中的基于超快激光技术的玻璃焊接薄膜制造装置以玻璃为镀膜基材，通过在两块或多块玻璃界面处加入镀膜材料，使用超快激光在界面处加工出具有不同功能的焊接薄膜，从而实现微纳功能玻璃器件薄膜的制造。技术实现要素：3.针对传统薄膜制造工艺存在的问题，本实用新型利用超快激光与玻璃相互作用的非线性效应，通过焊接镀膜的方式提供了一种高效、高精、绿色环保、不局限镀膜材料的基于超快激光技术的玻璃焊接薄膜制造装置。4.为实现上述目的，本实用新型技术方案如下：本实用新型基于超快激光技术的玻璃焊接薄膜制造装置包括超快激光系统、三维运动平台、玻璃夹具和计算机系统，其中(1)为超快激光系统、(2)为光阑1、(3)为扩束镜、(4)为光阑2、(5)为反射镜1、(6)为衰减片、(7)为反射镜2、(8)为反射镜3、(9)为反射镜4、(10)为反射镜5、(11)为物镜、(12)为玻璃1、(13)为焊接薄膜、(14)为玻璃2、(15)为玻璃夹具、(16)为三维运动平台、(17)为计算机系统。5.进一步地，光路搭建路线为，从超快激光系统出来的光源，通过光阑1、扩束镜、光阑2后，经过反射镜1、衰减片、反射镜2、反射镜3、反射镜4和反射镜5将平行光束变为垂直光束，再通过物镜聚焦在两块玻璃界面处，两块玻璃通过玻璃夹具固定于三维运动平台上。6.进一步地，超快激光系统、三维运动平台与计算机系统连接，由计算机系统的软件控制激光参数、焊接轨迹、焊接工艺和焊接方式。7.进一步地，计算机系统可控制三维运动平台沿x，y，z轴实现微米量级焊接加工。8.本实用新型的优势是：9.本实用新型提出了一种基于超快激光焊接技术，在两块玻璃界面处制造焊接薄膜的装置，为薄膜微纳功能器件的极端复杂制造提供新思路，由于其具有高效、高精、绿色环保、不局限镀膜材料等优点，对实现其高新科技应用具有重要的学术参考价值和实际经济效益。附图说明10.图1为连续线焊玻璃焊接薄膜制造工艺示意图，11.图2为跳跃间断点焊玻璃焊接薄膜制造工艺示意图，12.图3为基于超快激光技术的玻璃焊接薄膜制造装置示意图。13.其中，图1中，1连续线焊轨迹，2氧化锌粉末，3玻璃，14.其中，图2中，1跳跃间断点焊轨迹，2液态汞，3玻璃，15.其中，图3中，1为超快激光系统、2为光阑1、3为扩束镜、4 为光阑2、5为反射镜1、6为衰减片、7为反射镜2、8为反射镜3、 9为反射镜4、10为反射镜5、11为物镜、12为玻璃1、13为焊接薄膜、14为玻璃2、15为玻璃夹具、16为三维运动平台、17为计算机系统。具体实施方式16.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。17.一种基于超快激光技术的玻璃焊接薄膜制造装置，包括如下步骤。18.实施例1：19.步骤1、取两块边长为50mm，厚度为1mm的长方体石英玻璃置于超声波溶液中清洗5至8分钟后取出，然后用纱布擦拭清洁。20.步骤2、取经过步骤1处理后的一块石英玻璃作为镀膜基材固定于微米级三维运动平台上，在玻璃表面放置氧化锌粉末，然后将另一块玻璃重叠盖于第一块玻璃上方。21.步骤3、引入飞秒激光光源，波长为1030nm，脉宽为1000fs，重频为600khz，功率为5w，焊接速度为1.2mm/s。将光束聚焦于两块石英玻璃界面处，依据设定好的覆盖整个玻璃表面的焊接轨迹、以连续线焊的焊接工艺和固定高重频、单层、单辐照的焊接方式，由计算机系统控制微米级三维运动平台进行焊接加工，脉冲激光与镀膜材料相互作用形成等离子体，等离子体在玻璃界面处扩散，从而形成焊接薄膜。22.本实用新型基于飞秒激光技术的玻璃焊接薄膜制造装置包括 pharos飞秒激光系统、zolix tsmt-4三维运动平台、气动玻璃夹具和 lenovo计算机系统。光路搭建路线为，从pharos飞秒激光系统出来的光源，通过光阑1、扩束镜、光阑2后，经过反射镜1、衰减片、反射镜2、反射镜3、反射镜4和反射镜5将平行光束变为垂直光束，再通过物镜聚焦在两块石英玻璃界面处，两块石英玻璃通过气动玻璃夹具固定于zolix tsmt-4三维运动平台上。pharos飞秒激光系统、 zolix tsmt-4三维运动平台与lenovo计算机系统连接。23.实施例2：24.步骤1、取两块边长为50mm，厚度为1mm的长方体石英玻璃置于超声波溶液中清洗5至8分钟后取出，然后用纱布擦拭清洁。25.步骤2、取经过步骤1处理后的一块石英玻璃作为镀膜基材固定于微米级三维运动平台上，在玻璃表面放置液态汞，然后将另一块玻璃重叠盖于第一块玻璃上方。26.步骤3、引入飞秒激光光源，引入飞秒激光光源，波长为1030nm，脉宽为1000fs，重频为600khz、800khz、1mhz周期交替变换，功率为10w，焊接速度为1.8mm/s。将光束聚焦于两块石英玻璃界面处，依据设定好的覆盖整个玻璃表面的焊接轨迹、以跳跃间断点焊的焊接工艺和交替变换高重频、多层、多辐照的焊接方式，由计算机系统控制微米级三维运动平台进行焊接加工，脉冲激光与镀膜材料相互作用形成等离子体，等离子体在玻璃界面处扩散，从而形成焊接薄膜。27.本实用新型基于飞秒激光技术的玻璃焊接薄膜制造装置包括 pharos飞秒激光系统、zolix tsmt-4三维运动平台、气动玻璃夹具和 lenovo计算机系统。光路搭建路线为，从pharos飞秒激光系统出来的光源，通过光阑1、扩束镜、光阑2后，经过反射镜1、衰减片、反射镜2、反射镜3、反射镜4和反射镜5将平行光束变为垂直光束，再通过物镜聚焦在两块石英玻璃界面处，两块石英玻璃通过气动玻璃夹具固定于zolix tsmt-4三维运动平台上。pharos飞秒激光系统、 zolix tsmt-4三维运动平台与lenovo计算机系统连接。28.需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。









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