为什么选用激光加工玻璃工艺

玻璃资料经过一千多年的开展,现已越来越广泛地使用在航空、国防、科研等范畴中。玻璃是典型的硬脆性资料,正因为这一特性,玻璃的加工办法,特别是精密加工办法一直是学术界研讨的要点和难点,例如玻璃的切开、玻璃外表微结构制备等。这篇文章针对玻璃加工,提出了一种激光直写玻璃外表制各光学微结构的技能和一种根据微裂纹控制法的玻璃切开技能。

激光加工玻璃工艺

在玻璃外表制各光学微结构时,因为光学玻璃对激光的低吸收率以及其硬脆特性,日前首要选用的制备手法有掩模光刻法、干湿法刻蚀和紫外波段准分子激光器直接烧蚀加工。但掩模光刻法和干湿法刻蚀工艺杂乱,进程中一般会使用到有毒化学成分,干湿法刻蚀中难以战胜微裂纹的呈现。而准分子激光刻蚀功率遭到加工体系及激光参数的很大制约。为了进步加工功率,简化工艺流程,战胜微裂纹问题,这篇文章提出了一种激光直写玻璃外表制备光学微结构的技能,使用本钱低价,保护简略的长脉宽532nm激光完成玻璃外表光学微结构的直写制各。经过光学显微镜、三维描摹仪、SEM等设备,对样品外表描摹进行调查、测量和剖析,探讨了各种工艺参数对试验成果的影响。使用有限元剖析软件对激光直写制各微结构的进程进行了仿真,要点剖析了温度场、应力场分布,解说了激光直写机理以及无微裂纹呈现的原因。

在玻璃切开方而,光学玻璃对可见及近红外光具有极高的透过率,因此现在在玻璃切开范畴首要使用的是波长为l0.6μmCO2激光器或许高能量的1064nm YAG激光合作裂纹控制法完成玻璃的切开。该办法遭到切开形状的限制,一起切开需求的能量较高,一般在80W以上。此外新型的皮秒、飞秒激光器也被使用到了玻璃切开范畴,可是超短脉宽激光器本钱高、难以保护等缺陷阻止了它在工程范畴的开展。为了下降玻璃切开本钱、完成切开办法的多功能化,这篇文章中搭建了玻璃切开体系,使用532nm半导体泵浦长脉宽激光合作微裂纹控制法对玻璃进行切开。不同于别的研讨报导,这篇文章中激光器脉宽为55μs,重频仅为1.81kHz,平均功率最大为780mW。切开进程中切面由很多细小的裂纹构成。切开形式包括直线切开、异形切开、斜面切开以及双光束激光选区去掉切开等。为了迅速树立切开模型,这篇文章中使用Visual Lisp言语在Autocad中编写了程序模块,完成二维曲线向三维切开模型的高速变换。


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