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一种利用红光纳秒激光对玻璃表面微细加工的方法

  • 发布时间: 2023-11-27
预算 双方协商
基本信息
成果方:大连交通大学
合作方式:技术转让
成果类型:发明专利,
行业领域
其他
成果描述

本发明公开了一种利用红光纳秒激光对玻璃表面微细加工的方法,包括以下步骤:将玻璃材料表面均匀涂敷一层辅料;将玻璃片放置在室温下水平静置;对玻璃片进行微细加工。本发明利用辅料吸光率较高的特性,实现激光在涂敷层内部的聚焦,有效的克服了目前的红光纳秒激光加工中,由于玻璃本身的透光性过高而无法使激光聚焦于表面的缺点。本发明使激光聚焦在涂敷层内部,在激光焦点处产生符合高斯能量分布的烧蚀微孔,由于激光脉冲能量的主要部分都消耗在对辅料的烧蚀过程中,有效的降低纳秒激光的脉冲能量,克服了现有纳秒激光加工技术中存在的、相对于精密微纳加工而言的,脉冲能量过高的缺点。本发明实现了在玻璃表面的无损精密微纳加工。

应用范围
激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性,对材料(包括金属与非金属)进行切割、焊接、表面处理、打孔及微加工等的一门加工技术。利用激光技术在玻璃表面构建微纳结构是表面工程学研究的一部分,具有这种微纳结构的玻璃材料在生物、汽车、航空航天等领域均有广泛应用。
红光纳秒激光是一种性价比极高的常用激光源,具有中心发射波长为1064nm、平均脉冲宽度为100ns的特性,当使用红光纳秒激光对玻璃表面进行微细加工时,由于其波长特性的原因,玻璃会对此波长光束具有极好的透过性,因此,激光难以在玻璃表面聚焦。同时,对应此脉宽的激光脉冲能量约为1mJ,这个能量值如果直接作用在玻璃材料表面,会造成玻璃的严重烧伤,产生大量的微裂纹,难以实现微结构的精确加工。


前景分析
与现有技术相比,本发明实现了如下有益效果:
1、本发明利用辅料吸光率较高的特性,实现激光在涂敷层内部的聚焦,有效的克服了目前的红光纳秒激光加工中,由于玻璃本身的透光性过高而无法使激光聚焦于表面的缺点。
2、本发明使激光聚焦在涂敷层内部,在激光焦点处产生符合高斯能量分布的烧蚀微孔,此微孔的影响区涵盖到玻璃片的上表面,会在表面形成加工区,其能量足以大于玻璃的破坏阈值,从而对玻璃片产生烧蚀作用,由于激光脉冲能量的主要部分都消耗在对辅料的烧蚀过程中,有效的降低纳秒激光的脉冲能量,克服了现有纳秒激光加工技术中存在的、相对于精密微纳加工而言的,脉冲能量过高的缺点。
3、本发明在加工过程中通过精确控制激光的频率和功率参数和调整激光的焦点在Z轴方向的位置,有效控制高斯能量分布的特性,间接的控制在玻璃表面所形成的微孔的直径、深度和能量分布,完成对玻璃片的精确单点烧蚀,实现了在玻璃表面的无损精密微纳加工。


联系方式

  • 联系人:

    杨亮

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    辽宁省大连市沙河口区黄河路794号

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