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透明固体材料的内部改性激光焊接技术的应用

文章编辑:【天正科技】发布日期:2021-04-02 14:23:03

运用飞秒激光加工技术能够在晶体、玻璃等透明材料中制备出微纳结构,在信息科学及光学领域内得到广泛应用。通过飞秒激光加工技术,能够在透明材料中进行紧聚焦从而制备出微纳结构。在透明固体材料的内部,被脉冲激光聚焦,光斑内具有较高的能量,能够产生非线性的吸收,使得加工区域出现局部改性的状况。对于透明固体材料而言,改变聚焦条件及激光参数,主要存在以下几个方面的加工区域改性。
(1)微孔洞:飞秒激光的能量不断增强,同材料作用产生等离子,爆炸产生局部的重熔及冲击波,造成空心微孔洞出现。在介质中传播的飞秒激光具有较高能量,会出现自聚焦的情况,聚焦光板区域内具有高温高压,引发冲击波,加工区域材料出现熔化的情况,并扩散至周围产生微孔洞[7]。
(2)微裂纹:材料在高能量飞秒激光下产生破坏性的光学击穿,产生了微裂纹。
(3)折射率变化:加工区域受到非线性效应影响,出现原子缺陷及局部致密的情况,导致折射率出现变化。飞秒激光在能量上需要略高于损伤阈值。大量研究及实践表明,飞秒激光的能量不高,加工区域折射率存在升高的情况;而飞秒激光的能量较高,材料并未出现损坏情况时,加工区域折射率则会降低。针对这种折射率上的变化,能够进行多种类型波导结构的制备。
(4)光学着色:飞秒激光在同材料进行作用时,产生了非线性效应,形成了色心,活性离子价态产生了变化,加工区域出现光学着色的情况。一般情况下,飞秒激光的能力相比于材料损伤阈值较低,不会对材料产生永久性损伤,热处理后光学着色现象会自行恢复。
从上述分析能够看到,飞秒激光针对加工区域能够产生不同程度改性,从而制备出多种功能的微纳器件。



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