超快焊接能在无胶、无中间层的情况下实现玻璃与玻璃的连接

连接玻璃部件传统上意味着胶接、光胶(光学接触)或需要炉温循环的玻璃焊料键合。每一种都有缺点:胶粘剂会放气与老化,光胶要求极高的表面质量,而炉内工艺会加热整个组件。

超快激光焊接提供了第四种选择:局部、气密、无胶。

工作原理

激光波长可无吸收地穿过透明材料。当它被紧聚焦到两个相互接触部件的界面处时,强度高到足以发生非线性吸收——多光子电离与雪崩电离——从而在一个小体积内沉积能量。

该体积熔化,冷却后在两个部件之间形成固态接头。扫描焦点即可划出焊缝。

由于吸收只发生在强度极高之处,焦体积之外的材料不受影响。几毫米之外的元件仍保持室温。

前提要求

接触。两个表面在焊接位置必须处于紧密的光学接触状态,因为该工艺无法桥接间隙。表面平整度与夹紧决定它能否成功,这也是最主要的实际约束。

有些方案使用脉冲串模式产生更大的熔化体积,从而容忍微小间隙,在一定程度上放宽了这一要求。