透明材料低溫激光微焊結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種激光焊接結(jié)構(gòu)，尤其是涉及一種透明材料低溫激光微焊結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的透明材料激光微焊技術(shù)有以下兩種方法:
[0003]方法1，請參閱圖1，在兩片透明的第一連接件11和第二連接件12之間設(shè)置光吸收劑層13，該光吸收劑層13填充有光吸收劑材料。然后采用激光束14照射光吸收劑層13所在區(qū)域，由于光吸收劑對光吸收較強，能夠增強對激光束14的吸收，使得光吸收劑層13所在區(qū)域快速升溫，并使周圍材料熔化并迅速凝結(jié)，使第一連接件11和第二連接件12達到焊接的目的。但是在該方法中，需要加入光吸收劑材料，工藝比較復雜，且光吸收劑材料受限，制備的器件可能存在光吸收劑成分的殘余，影響使用。此外，該種方法需要基材熔融，所以要達到較高的激光溫度才可以實現(xiàn)，工藝復雜。
[0004]方法2，請參閱圖2，該方法是采用激光束24直接照射第三連接件21和第四連接件22相貼合的部位，使相貼合部位迅速升溫，周圍材料快速融化并凝結(jié)，實現(xiàn)該第三連接件21和第四連接件22的焊接。但是這種方法必須采用超短脈沖激光，成本太高，設(shè)備維護復雜，且需要基材熔融實現(xiàn)焊接，器件使用受限。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型解決的技術(shù)問題是，提供一種適用范圍更廣、成本更低、工藝更簡單的透明材料低溫激光微焊結(jié)構(gòu)。
[0006]本實用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是，提供一種透明材料低溫激光微焊結(jié)構(gòu)，包括相互對接設(shè)置的第一連接件和第二連接件，該第一連接件和第二連接件之間設(shè)置焊接層，該焊接層填充經(jīng)激光照射后可凝結(jié)的溶膠凝膠。
[0007]優(yōu)選地，該溶膠凝膠采用與第一連接件和第二連接件相同的材料作為前驅(qū)體制備
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[0008]優(yōu)選地，該溶膠凝膠為以金屬氧化物或非金屬氧化物作為前驅(qū)體制備而成的低粘度溶液。
[0009]優(yōu)選地，該焊接層包括多條間隔設(shè)置的凝結(jié)帶。
[0010]本實用新型提供的透明材料低溫激光微焊結(jié)構(gòu)通過在兩連接件之間設(shè)置焊接層，采用激光照射后可以使兩連接件實現(xiàn)焊接，焊接工藝簡單，焊接后無光吸收劑成分殘留，且可適用各種材料的連接件之間的焊接，適用范圍廣，此外，連接件在焊接過程中不會發(fā)生融化，不會影響所制備的光學器件的性能，焊接過程中，可以不采用超短脈沖激光，僅采用連續(xù)激光或者納秒激光也可以使溶膠凝膠材料凝結(jié)，成本更低。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型現(xiàn)有技術(shù)提供的一種焊接方法的焊接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為本實用新型現(xiàn)有技術(shù)提供的又一種焊接方法的焊接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖3為本實用新型一實施例提供的一種透明材料低溫激光微焊結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0014]圖4為本實用新型又一實施例提供的一種透明材料低溫激光微焊結(jié)構(gòu)的示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面通過【具體實施方式】結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
[0016]請參閱圖3，本實用新型一實施例提供一種透明材料低溫激光微焊結(jié)構(gòu)，包括相互對接設(shè)置的第一連接件31和第二連接件32，該第一連接件31和第二連接件32之間設(shè)置經(jīng)激光束34照射后可凝結(jié)的焊接層33，該焊接層33填充溶膠凝膠。該激光束34采用連續(xù)激光或納秒激光。在其他實施例中，也可以是采用長脈沖激光、短脈沖激光或超短脈沖激光。
[0017]在本實施例中，該第一連接件31和第二連接件32材料相同，該溶膠凝膠采用與第一連接件31和第二連接件32相同的材料作為前驅(qū)體制備而成，在其他實施例中，也可以是采用和第一連接件31和第二連接件32不相同的材料作為前驅(qū)體制備而成。該溶膠凝膠為一種低粘度溶液，經(jīng)過激光束34照射后，溶劑揮發(fā)，剩余高溫的氧化物材料，可以起到對第一連接件31和第二連接件32的粘連焊接作用。由于溶膠凝膠采用與第一連接件31和第二連接件32的相同的材料為前驅(qū)體制備而成，凝結(jié)時容易與第一連接件31和第二連接件32粘結(jié)，焊接效果好，且焊接后，第一連接件31和第二連接件32連接成一材料相同的整體結(jié)構(gòu)。
[0018]在其他實施例中，該溶膠凝膠還可以是采用以金屬氧化物或非金屬氧化物作為前驅(qū)體制備而成的低粘度溶液。
[0019]請參閱圖4，本實用新型又一實施例提供一種透明材料低溫激光微焊結(jié)構(gòu)，包括相互對接設(shè)置的第一連接件41和第二連接件42，以及涂覆在該第一連接件41和第二連接件42之間的焊接層43，該焊接層43包括多條間隔設(shè)置的凝結(jié)帶45，采用激光束44逐一照射該多個凝結(jié)帶45所在區(qū)域，使溶膠凝膠的溶劑揮發(fā)后發(fā)生凝結(jié)，將第一連接件41和第二連接件42焊接在一起。該激光束44采用連續(xù)激光或納秒激光。
[0020]在本實施例中，該溶膠凝膠采用折射率比第一連接件41和第二連接件42更高的材料進行制備。采用這種結(jié)構(gòu)焊接的結(jié)構(gòu)適用于制備一些光柵、波導之類的光學器件。該溶膠凝膠為一種低粘度溶液，經(jīng)過激光束44照射后，溶劑揮發(fā)，剩余高溫的氧化物材料，可以起到對第一連接件41和第二連接件42的粘連焊接作用。
[0021]在其他實施例中，該溶膠凝膠還可以是采用以金屬氧化物或非金屬氧化物作為前驅(qū)體制備而成的低粘度溶液。
[0022]本實用新型再一實施例提供一種透明材料低溫激光焊接方法，包括如下步驟:在相互對接設(shè)置的第一連接件和第二連接件之間設(shè)置焊接層，該焊接層填充溶膠凝膠材料，在本實施例中，該溶膠凝膠采用與第一連接件和第二連接件相同的材料作為前驅(qū)體制備而成。采用激光束照射該焊接層所在區(qū)域，使溶膠凝膠材料內(nèi)的溶劑揮發(fā)，該焊接層凝結(jié)，該激光采用連續(xù)激光或納秒激光。經(jīng)過激光束照射該焊接層，使焊接層的溶劑迅速揮發(fā)，剩余高溫的氧化物材料，可以起到對第一連接件和第二連接件的粘連焊接作用。
[0023]該溶膠凝膠焊接層的制備方法為，在一連接件上通過涂覆或者打印的方式生成溶膠凝膠層，并在100°c左右低溫烘烤，使得溶劑適度揮發(fā)，形成微米到納米級別的溶膠凝膠膜。
[0024]在其他實施例中，該溶膠凝膠還可以是采用以金屬氧化物或非金屬氧化物作為前驅(qū)體制備而成的低粘度溶液。溶膠凝膠的材料可以采用不同于連接件的材料為前驅(qū)體進行制備，這樣焊接層凝結(jié)后的折射率等光學特性不同于連接件，可以用于制備相關(guān)的光學器件。
[0025]在其他實施例中，還可以先在第一連接件和第二連接件之間全面涂覆溶膠凝膠層，然后采用激光束間隔照射焊接層，使焊接層形成多個間隔分布的凝結(jié)帶，再清洗掉未凝結(jié)的溶膠凝膠材料。上述溶膠凝膠材料可以采用折射率較大的材料制備，這種方法適用于制備一些光柵、波導之類的光學器件。
[0026]在其他實施例中，還可以采用間隔涂覆溶膠凝膠的方法使第一連接件和第二連接件之間具有多條溶膠凝膠材料構(gòu)成的凝結(jié)帶，再通過激光束照射該多條凝結(jié)帶，使溶膠凝膠凝結(jié)。上述溶膠凝膠材料可以采用折射率較大的材料制備，這種方法適用于制備一些光柵、波導之類的光學器件。
[0027]本實用新型提供的透明材料低溫激光微焊結(jié)構(gòu)及其焊接方法通過在兩連接件之間設(shè)置焊接層，采用激光照射后可以使兩連接件實現(xiàn)焊接，焊接工藝簡單，焊接后無光吸收劑成分殘留，且可適用各種材料的連接件之間的焊接，適用范圍廣，此外，連接件在焊接過程中不會發(fā)生融化，不會影響所制備的光學器件的性能，焊接過程中，可以不采用超短脈沖激光，而只采用連續(xù)激光或者納秒激光也可以使溶膠凝膠材料凝結(jié)，成本更低。采用上述透明材料低溫激光微焊結(jié)構(gòu)和焊接方法還可以非常方便地制作光柵、波導之類的各種光學器件。
[0028]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換。
【主權(quán)項】
1.一種透明材料低溫激光微焊結(jié)構(gòu)，包括相互對接設(shè)置的第一連接件和第二連接件，其特征在于，該第一連接件和第二連接件之間設(shè)置焊接層，該焊接層填充經(jīng)激光照射后可凝結(jié)的溶膠凝膠。2.如權(quán)利要求1所述的透明材料低溫激光微焊結(jié)構(gòu)，其特征在于，該溶膠凝膠采用與第一連接件和第二連接件相同的材料作為前驅(qū)體制備而成。3.如權(quán)利要求1所述的透明材料低溫激光微焊結(jié)構(gòu)，其特征在于，該溶膠凝膠為以金屬氧化物或非金屬氧化物作為前驅(qū)體制備而成的低粘度溶液。4.如權(quán)利要求1所述的透明材料低溫激光微焊結(jié)構(gòu)，其特征在于，該焊接層包括多條間隔設(shè)置的凝結(jié)帶。
【專利摘要】本實用新型提供一種透明材料低溫激光微焊結(jié)構(gòu)，該透明材料低溫激光微焊結(jié)構(gòu)包括第一連接件和第二連接件，該第一連接件和第二連接件之間設(shè)置焊接層，該焊接層填充經(jīng)激光照射后可凝結(jié)的溶膠凝膠。本實用新型提供的透明材料低溫激光微焊結(jié)構(gòu)通過在兩連接件之間設(shè)置溶膠凝膠填充的焊接層，采用激光照射后可以使兩連接件實現(xiàn)焊接，焊接工藝簡單，焊接后無光吸收劑成分殘留，適用范圍廣，此外，連接件在焊接過程中不會發(fā)生融化，焊接過程中，可以不采用超短脈沖激光，成本更低，工藝更簡單。
【IPC分類】F16B11/00
【公開號】CN204921588
【申請?zhí)枴緾N201520565354
【發(fā)明人】張 杰, 秦國雙, 陶沙, 歐志龍
【申請人】深圳英諾激光科技有限公司, 常州英諾激光科技有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年7月31日