CN107964683A - 激光晶体的热键合方法及装置 - Google Patents

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王永国
李洪峰
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郑东阳
庞才印
朱建慧
黄玲程
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Abstract

本发明公开了一种激光晶体的热键合方法及装置，属于激光晶体制备领域。该热键合方法包括：将待键合激光晶体放置到内部填充有多个支撑球体的制备装置中，以使待键合激光晶体埋没于多个所述支撑球体内；将隔板布设在多个所述支撑球体的表面，并对所述隔板施加预设压力；在预设真空度下，对所述待键合激光晶体进行真空热处理，获取键合的激光晶体。本发明通过将待键合激光晶体埋没于多个支撑球体内，并在多个支撑球体上的表面布设隔板，可通过隔板间接向待键合激光晶体上均匀施加预设压力，可避免待键合激光晶体在热处理过程中因受力不均匀而变形，可防止激光晶体的键合面存有未键合区域、气泡等缺陷，提高键合的激光晶体的键合面光学质量和机械强度。

Description

激光晶体的热键合方法及装置
技术领域
本发明涉及激光晶体制备领域，特别涉及一种激光晶体的热键合方法及装置。
背景技术
作为固体激光光源的激光工作物质，键合的激光晶体较未键合的激光晶体可以有效地控制热负载，减小端面的变形和损伤，降低光束的波前畸变，因此在高功率大能量固体激光器中得到广泛应用。目前，为了满足更高功率固体激光光源的发展需求，通常在应用时将键合的激光晶体设置成片状结构。其中，上述激光晶体由多个晶体片通过热键合方法制备而成，以Yb:YAG类的激光晶体为例，该类激光晶体通常包括：由上至下依次设置的Al2O3晶体片、YAG晶体片、Yb:YAG晶体片、YAG晶体片以及Al2O3晶体片，且这些相邻晶体片之间是通过热键合(也称为扩散键合)方法进行连接的。因此，提供一种合适的热键合方法对于制备上述激光晶体来说是十分必要的。
现有提供了一种热键合方法来制备上述激光晶体，该方法为：在待键合激光晶体的表面上施加一定的压力，并在真空环境中以一定的温度对其进行热处理，以形成上述结构的激光晶体。其中，待键合激光晶体包括至少两个晶体片。
发明人发现现有技术至少存在以下问题：
当在激光晶体的表面施加压力时，易引起激光晶体受力不均匀的问题，进而会导致其在热处理过程中发生变形而出现各种问题，例如其键合面存有未键合区域、气泡等缺陷，这不仅降低了激光晶体键合面的机械强度，而且由于未键合区域或者气泡缺陷的存在，激光通过时必然引起明显的损耗，既降低了激光的效率，也会引起键合的激光晶体损坏。
发明内容
本发明实施例提供了一种激光晶体的热键合方法及装置，可以解决上述问题。所述技术方案如下：
第一方面，提供了一种激光晶体的热键合方法，该热键合方法包括：
将待键合激光晶体放置到内部填充有多个支撑球体的制备装置中，以使待键合激光晶体埋没于多个所述支撑球体内；
将隔板布设在多个所述支撑球体的表面，并对所述隔板施加预设压力；
在预设真空度下，对所述待键合激光晶体进行真空热处理，获取键合的激光晶体。
在一种可能的设计中，所述支撑球体的直径小于或等于0.6mm。
在一种可能的设计中，所述支撑球体的材质为氧化铝或氧化锆，且纯度为99％～99.999％。
在一种可能的设计中，所述隔板为石墨板。
在一种可能的设计中，所述预设压力为20N～1000N。
在一种可能的设计中，所述制备装置包括：热键合炉、设置在所述热键合炉内的作业容器；
所述作业容器用于盛放所述待键合激光晶体、多个所述支撑球体以及所述隔板。
在一种可能的设计中，所述作业容器为石墨容器。
在一种可能的设计中，所述在预设真空度下，对所述待键合激光晶体进行真空热处理，包括：
关闭所述热键合炉的炉门，并对所述热键合炉抽真空，当所述热键合炉内的压强小于或等于预设压强时，对所述待键合激光晶体进行加热；
在所述预设真空度以及预设温度下，对所述待键合激光晶体进行预设时间的保温；
将所述待键合激光晶体冷却至室温，并停止抽真空。
在一种可能的设计中，所述预设压强为10Pa；
所述预设真空度小于10Pa，所述预设温度为600℃～1600℃，所述预设时间为5h～50h。
第二方面，提供了一种激光晶体的热键合装置，所述热键合装置包括：热键合炉、设置在所述热键合炉内的作业容器；
所述作业容器内盛放有多个所述支撑球体；
所述热键合装置还包括：隔板，布设于多个所述支撑球体的表面，用于对埋没于多个所述支撑球体内的待键合激光晶体进行施压。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明实施例提供的热键合方法通过将待键合激光晶体放置到内部填充有多个支撑球体的制备装置中，以使待键合激光晶体埋没于多个支撑球体内，由于支撑球体的粒径小，具有良好的流动性，那么当向布设在多个支撑球体表面的隔板施加预设压力时，该预设压力会通过待键合激光晶体四周的支撑球体间接均匀施加在待键合激光晶体上，可避免待键合激光晶体在热处理过程因受力不均匀而变形，进而可防止激光晶体的键合面存有未键合区域、气泡等缺陷，提高了键合的激光晶体的键合面光学质量和机械强度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的激光晶体的热键合方法的操作示意图。
以下就本附图中的各个标号进行说明：
1-待键合激光晶体；
2-支撑球体；
3-制备装置；
301-热键合炉；
302-作业容器；
4-隔板。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例提供了一种激光晶体的热键合方法，参见图1，该热键合方法包括：
步骤101、将待键合激光晶体1放置到内部填充有多个支撑球体2的制备装置3中，以使待键合激光晶体1埋没于多个支撑球体2内。
步骤102、将隔板4布设多个支撑球体2的表面，并对隔板4施加预设压力。
步骤103、在预设真空度下，对待键合激光晶体1进行真空热处理，获取键合的激光晶体。
本发明实施例提供的热键合方法通过将待键合激光晶体1放置到内部填充有多个支撑球体2的制备装置3中，以使待键合激光晶体1埋没于多个支撑球体2内，由于支撑球体2的粒径小，具有良好的流动性，那么当向布设在多个支撑球体2表层的隔板4施加预设压力时，该预设压力会通过待键合激光晶体1四周的支撑球体2间接均匀施加在待键合激光晶体1上，可避免待键合激光晶体1在热处理过程因受力不均匀而变形，进而可防止激光晶体的键合面存有未键合区域、气泡等缺陷，提高了键合的激光晶体的键合面光学质量和机械强度。
需要说明的是，当按照上述热键合方法来制作键合的激光晶体片时，可将待键合激光晶体1中的多个晶体片作为整体进行一次热键合，也可将待键合激光晶体1中的晶体片两两进行热键合，直至制备出键合的激光晶体。
下面对本发明实施例提供的激光晶体的热键合方法的各个步骤进行说明：
在步骤101中，将待键合激光晶体1放置到内部填充有多个支撑球体2的制备装置3中，以使待键合激光晶体1埋没于多个支撑球体2内。
具体为，将待键合激光晶体1放置到内部填充有多个支撑球体2的制备装置3中，以使待键合激光晶体1埋没于多个支撑球体2内，即将待键合激光晶体1的上下面以及各个侧面均布满支撑球体2。
其中，将待键合激光晶体1埋没于多个支撑球体2内的方式可设置成以下两种实施例方式：第一种，在制备装置3内放置多个支撑球体2，并直接将待键合激光晶体1塞设在多个支撑球体2内；第二种，先将制备装置3的底部填满一部分支撑球体2，并将待键合激光晶体1水平放置在该部分支撑球体2的表面；向制备装置3内放入另一部分的支撑球体2，直至待键合激光晶体1埋没在多个支撑球体2内。
而在应用时，为了能通过隔板4向待键合激光晶体1均匀施加压力，应保证位于待键合激光晶体1之上或者之下由支撑球体2所形成的支撑球体层具有一定的厚度，举例来说，本发明实施例中的厚度等于或大于10mm，例如，可设置成10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm等。
需要说明的是，上述另一部分支撑球体2的表面与制备装置3的顶部之间应具有一定的间距，便于放置隔板4。
该步骤中的支撑球体2主要起支撑待键合激光晶体1与隔板4的作用，那么在对待键合激光晶体1进行热处理时，支撑球体2既不会在预设温度下与待键合激光晶体1发生反应，也不会产生变形，这就要求支撑球体2具有一定的熔点以及强度。
举例来说，本发明实施例中，支撑球体2的材质设置为氧化铝或氧化锆。该类支撑球体2具有较高的熔点以及一定的强度；另外，由于目前所常用的片状结构的激光晶体为YAG系列的激光晶体，例如，Yb:YAG键合激光晶体、Nd:YAG键合激光晶体，该系列的激光晶体不会与氧化铝、氧化锆发生化学反应，故可保证在对待键合激光晶体1进行热处理时，支撑球体2可有效对待键合激光晶体1与隔板4进行支撑。
另外，支撑球体2的直径影响待键合激光晶体1的受力均匀程度，其原因可描述为：支撑球体2的直径越小，制备装置3中放置的支撑球体2的个数越多，即分布在键合激光晶体1四周的数目越多，则支撑球体2的流动行越好，进而可使得待键合激光晶体1受力越均匀。但是又考虑到支撑球体2的加工难度以及加工成本，本发明实施例中，支撑球体2的直径小于或等于0.6mm，举例来说可以设置成0.6mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm、0.2mm等，这样设置支撑球体2的直径，即可以保证待键合激光晶体1受力均匀，又便于支撑球体2的加工以及减少支撑球体2的生产成本。
由于支撑球体2中的杂质会降低键合的激光晶体的出光效率，需保证支撑球体2具有一定的纯度，对此，本发明实施例中，支撑球体2中氧化铝、氧化锆的纯度为99％～99.999％，举例来说，支撑球体2中氧化铝、氧化锆的纯度可设置为99％、99.9％、99.99％、99.999％等。
在对待键合激光晶体1进行键合之前，可以对待键合激光晶体1进行预处理，以提高对待键合激光晶体1的键合效果，该预处理包括：依次对对待键合激光晶体1进行的抛光、清洗活化以及光胶键合处理。
其中，对待键合激光晶体1进行抛光处理主要是保证待键合激光晶体1的键合面具有一定的光洁度以及粗糙度，举例来说，本发明实施例中待键合激光晶体1的键合面的光洁度大于或等于10-5，粗糙度小于或等于10埃(例如可设置成10埃、8埃、6埃等)。
清洗活化处理可以通过将待键合激光晶体1浸泡在活性洗液中，以活化待键合激光晶体1的键合面，使待键合激光晶体1的键合面形成一定活性的悬挂键，从而可利用悬挂键实现待键合激光晶体1键合面的原子级结合。该清洗活化处理所使用的活性洗液可包括石油醚、甲苯、氯仿、丙酮中的至少一种，浸泡时间可设置为30-120min(例如可设置成30min、60min、90min、120min等)。
光胶键合处理可以通过直接键合技术将待键合激光晶体1中相邻晶体片之间依靠分子间作用力有效结合在一起，具有操作简单，节省能源的优点。
在步骤102中，将隔板4布设在多个支撑球体2的表面，并对隔板4施加预设压力。
其中，可通过在隔板4的上表面放置压块，即利用该压块的重力向隔板4施加压力,该压块可为金属块或者与待键合激光晶体1中任一晶体片材质相同的晶体块，上述金属块可设置成铂铑合金块。
需要说明的是，为了能够通过隔板4间接向待键合激光晶体1均匀施加压力，隔板4应水平设置在多个支撑球体2的表面上，这就要求多个支撑球体2的表面为水平面。
由于要对待键合激光晶体1进行热处理，则隔板4应具有一定的强度与熔点，且不与待键合激光晶体1以及支撑球体2进行化学反应，则该类隔板4可设置为待键合激光晶体1中任一晶体片，也可设置为石墨板、金刚石板等。其中，本发明实施例中，隔板4为石墨板，该类隔板4具有高熔点，且具有一定的强度，能满足生产需求。
另外，预设压力的设置要适中，若预设压力过大，会压碎待键合激光晶体1、支撑球体2以及隔板4；若预设压力过小，对待键合激光晶体1进行键合的效果不好。针对这一问题，本发明实施例对预设压力的大小进行优化，预设压力为20N～1000N，举例来说，可设置成20N、100N、500N、1000N等。
在步骤103中，在预设真空度下，对待键合激光晶体1进行真空热处理，获取键合的激光晶体。
具体为，在预设真空度下，对待键合激光晶体1进行真空热处理；待热处理完成之后，从制备装置3中取出键合的激光晶体。
为了便于从制备装置3内取出待键合激光晶体1、多个支撑球体2，如图1所示，制备装置3包括：热键合炉301、设置在热键合炉301内的作业容器302；作业容器302用于盛放待键合激光晶体1、多个支撑球体2以及隔板4。
当将制备装置3设置成上述结构，待热处理结束后，可将作业容器302从热键合炉301内取出，进而将键合的激光晶体以及位于键合的激光晶体上、下方的支撑球体2依次从热键合炉301中倒出。
其中，作业容器302应可适配设置在热键合炉301内，即当作业容器302放置到热键合炉301内时，作业容器302不发生移动，这就要求作业容器302的结构与热键合炉301内腔的结构相适配，举例来说，若热键合炉301的内腔为圆筒形结构，则作业容器302的外径等于或略小于热键合炉301内腔的直径；若热键合炉301的内腔为方形结构，则作业容器302的长度、宽度均等于或略小于热键合炉301内腔的长度、宽度。
另外，隔板4的结构也应与作业容器302的上部结构相适配，即隔板4的尺寸等于或略小于作业容器302的上部尺寸，举例来说，若作业容器302的上部为圆筒形结构，则隔板4的外径等于或略小于作业容器302的上部内径；若作业容器302的上部为方形结构，则隔板4的长度、宽度均等于或略小于作业容器302的上部长度、宽度。这样设置隔板4与作业容器302的上部结构，可使得当将隔板4设置在多个支撑球体2的表面时，若向隔板4施加压力，隔板4不会水平移动，进而可通过隔板4间接向待键合激光晶体1上均匀施加压力。
进一步地，上述作业容器302应具有一定的强度、熔点，以避免当对待键合激光晶体1进行热处理时，作业容器302发生形变，不利于通过隔板4向待键合激光晶体1均匀施加压力，进而会影响激光晶体1的键合质量。针对这一情况，本发明实施例中的作业容器302为石墨容器，该类作业容器302具有较高的熔点以及一定的强度，可保证待键合激光晶体1热处理的顺利进行。
基于上述制备装置3的结构，该步骤中的对待键合激光晶体1进行热处理可具体包括以下步骤：关闭热键合炉301的炉门，并对热键合炉301抽真空，当热键合炉301内的压强小于或等于预设压强时，对待键合激光晶体1进行加热；在预设真空度以及预设温度下，对待键合激光晶体1进行预设时间的保温；将待键合激光晶体1冷却至室温，并停止抽真空。
其中，为了保证操作的安全性，上述预设压强设置为10Pa，即先对热键合炉301抽真空，待热键合炉301内的压强等于或小于10Pa后，开始对待键合激光晶体1进行加热。
另外，为了能有效通过热处理来改善待键合激光晶体1的机械强度，例如待键合激光晶体1中相邻晶体片之间的连接强度，本发明实施例中的预设真空度小于10Pa，举例来说，该真空度可设置为9Pa、8Pa、7Pa、6Pa、5Pa、4Pa、3Pa、2Pa、1Pa、0.1Pa、0.01Pa、0.001Pa等；预设温度为600℃～1600℃，举例来说，该预设温度可设置为600℃、700℃、800℃、900℃、1000℃、1100℃、1200℃、1300℃、1400℃、1500℃、1600℃等；预设时间为5h～50h，举例来说，该预设时间可设置为5h、10h、15h、20h、25h、30h、35h、40h、45h、50h等。
另一方面，本发明实施例还提供了一种激光晶体的热键合装置，如附图1所示，该热键合装置包括：热键合炉301、设置在热键合炉301内的作业容器302；
作业容器302内盛放有多个支撑球体2；
该热键合装置还包括：隔板4，布设于多个支撑球体2的表面，用于对埋没于多个支撑球体2内的待键合激光晶体1进行施压。
本发明实施例提供的热键合装置，通过使待键合激光晶体1埋没于多个支撑球体2内，由于支撑球体2的粒径小，具有良好的流动性，那么当向布设在多个支撑球体2表层的隔板4施加预设压力时，该预设压力会通过待键合激光晶体1四周的支撑球体2间接均匀施加在待键合激光晶体1上，可避免待键合激光晶体1在热处理过程因受力不均匀而变形，进而可防止激光晶体的键合面存有未键合区域、气泡等缺陷，提高了键合的激光晶体的键合面光学质量和机械强度。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本公开的可选实施例，在此不再一一赘述。
以下将通过具体实施例进一步地描述本发明。
实施例1
本实施例提供了一种激光晶体的热键合方法，该热键合方法包括：
将石墨容器302放置在热键合炉301的底部，并在石墨容器302的底部填满一部分半径为0.6mm、纯度为99％、材质为氧化铝的支撑球体2；将由Yb:YAG晶体片和不掺杂的YAG晶体片构成的待键合激光晶体1放置在该部分支撑球体2的表面上，并调整待键合激光晶体1使其呈水平放置，然后进一步地向石墨容器302中放入另一部分的支撑球体2，使待键合激光晶体1埋没在支撑球体2内；向另一部分支撑球体2的表面上水平放置隔板4，并向隔板4施加1000N的压力；关闭热键合炉301的炉门，并对热键合炉301进行抽真空，当热键合炉301内的压强等于10Pa后，一边继续抽真空，一边利用热键合炉301对待键合激光晶体1加热；在热键合炉301的真空度为2Pa、待键合激光晶体1的温度为1500℃下，对待键合激光晶体1进行5h的保温；将待键合激光晶体1冷却至室温，并停止抽真空；之后将石墨容器302从热键合炉301内取出，进而取出石墨容器302中键合的激光晶体。
实施例2
本实施例提供了一种激光晶体的热键合方法，该热键合方法包括：
将石墨容器302放置在热键合炉301的底部，并在石墨容器302的底部填满一部分半径为0.2mm、纯度为99.9％、材质为氧化铝的支撑球体2；将由Yb:YAG晶体片和不掺杂的YAG晶体片构成的待键合激光晶体1放置在该部分支撑球体2的表面上，并调整待键合激光晶体1使其呈水平放置，然后进一步地向石墨容器302中放入另一部分的支撑球体2，使待键合激光晶体1埋没在支撑球体2内；向另一部分支撑球体2的表面上水平放置隔板4，并向隔板4施加20N的压力；关闭热键合炉301的炉门，并对热键合炉301进行抽真空，当热键合炉301内的压强等于10Pa后，一边继续抽真空，一边利用热键合炉301对待键合激光晶体1加热；在热键合炉301的真空度为6Pa、待键合激光晶体1的温度为600℃下，对待键合激光晶体1进行10h的保温；将待键合激光晶体1冷却至室温，并停止抽真空；之后将石墨容器302从热键合炉301内取出，进而取出石墨容器302中键合的激光晶体。
实施例3
本实施例提供了一种激光晶体的热键合方法，该热键合方法包括：
将石墨容器302放置在热键合炉301的底部，并在石墨容器302的底部填满一部分半径为0.6mm、纯度为99.99％、材质为氧化铝的支撑球体2；将由Nd:YAG晶体片和不掺杂的YAG晶体片构成的待键合激光晶体1放置在该部分支撑球体2的表面上，并调整待键合激光晶体1使其呈水平放置，然后进一步地向石墨容器302中放入另一部分的支撑球体2，使待键合激光晶体1埋没在支撑球体2内；向另一部分支撑球体2的表面上水平放置隔板4，并向隔板4施加1000N的压力；关闭热键合炉301的炉门，并对热键合炉301进行抽真空，当热键合炉301内的压强等于10Pa后，一边继续抽真空，一边利用热键合炉301对待键合激光晶体1加热；在热键合炉301的真空度为1Pa、待键合激光晶体1的温度为1500℃下，对待键合激光晶体1进行20h的保温；将待键合激光晶体1冷却至室温，并停止抽真空；之后将石墨容器302从热键合炉301内取出，进而取出石墨容器302中键合的激光晶体。
实施例4
本实施例提供了一种激光晶体的热键合方法，该热键合方法包括：
将石墨容器302放置在热键合炉301的底部，并在石墨容器302的底部填满一部分半径为0.6mm、纯度为99.999％、材质为氧化锆的支撑球体2；将由Nd:YAG晶体片和不掺杂的YAG晶体片构成的待键合激光晶体1放置在该部分支撑球体2的表面上，并调整待键合激光晶体1使其呈水平放置，然后进一步地向石墨容器302中放入另一部分的支撑球体2，使待键合激光晶体1埋没在支撑球体2内；向另一部分支撑球体2的表面上水平放置隔板4，并向隔板4施加20N的压力；关闭热键合炉301的炉门，并对热键合炉301进行抽真空，当热键合炉301内的压强等于8Pa后，一边继续抽真空，一边利用热键合炉301对待键合激光晶体1加热；在热键合炉301的真空度为1Pa、待键合激光晶体1的温度为600℃下，对待键合激光晶体1进行30h的保温；将待键合激光晶体1冷却至室温，并停止抽真空；之后将石墨容器302从热键合炉301内取出，进而取出石墨容器302中键合的激光晶体。
实施例5
本实施例提供了一种键合激光晶体的热键合方法，该热键合方法包括：
将石墨容器302放置在热键合炉301的底部，并在石墨容器302的底部填满一部分半径为0.2mm、纯度为99.99％、材质为氧化铝的支撑球体2；将由Al2O3晶体片和不掺杂的YAG晶体片构成的待键合激光晶体1放置在该部分支撑球体2的表面上，并调整待键合激光晶体1使其呈水平放置，然后进一步地向石墨容器302中放入另一部分的支撑球体2，使待键合激光晶体1埋没在支撑球体2内；向另一部分支撑球体2的表面上水平放置隔板4，并向隔板4施加1000N的压力；关闭热键合炉301的炉门，并对热键合炉301进行抽真空，当热键合炉301内的压强等于10Pa后，一边继续抽真空，一边利用热键合炉301对待键合激光晶体1加热；在热键合炉301的真空度为8Pa、待键合激光晶体1的温度为1600℃下，对待键合激光晶体1进行40h的保温；将待键合激光晶体1冷却至室温，并停止抽真空；之后将石墨容器302从热键合炉301内取出，进而取出石墨容器302中键合的激光晶体。
实施例6
本实施例提供了一种激光晶体的热键合方法，该热键合方法包括：
将石墨容器302放置在热键合炉301的底部，并在石墨容器302的底部填满一部分半径为0.2mm、纯度为99.999％、材质为氧化铝的支撑球体2；将由Al2O3晶体片和不掺杂的YAG晶体片构成的待键合激光晶体1放置在该部分支撑球体2的表面上，并调整待键合激光晶体1使其呈水平放置，然后进一步地向石墨容器302中放入另一部分的支撑球体2，使待键合激光晶体1埋没在支撑球体2内；向另一部分支撑球体2的表面上水平放置隔板4，并向隔板4施加20N的压力；关闭热键合炉301的炉门，并对热键合炉301进行抽真空，当热键合炉301内的压强等于10Pa后，一边继续抽真空，一边利用热键合炉301对待键合激光晶体1加热；在热键合炉301的真空度为3Pa、待键合激光晶体1的温度为1600℃下，对待键合激光晶体1进行50h的保温；将待键合激光晶体1冷却至室温，并停止抽真空；之后将石墨容器302从热键合炉301内取出，进而取出石墨容器302中键合的激光晶体。
实施例7
本实施例提供了一种激光晶体的热键合方法，该热键合方法包括：
将石墨容器302放置在热键合炉301的底部，并在石墨容器302的底部填满一部分半径为0.2mm、纯度为99.9％、材质为氧化铝的支撑球体2；将由Yb:YAG晶体片和不掺杂的YAG晶体片构成的待键合激光晶体1放置在该部分支撑球体2的表面上，并调整待键合激光晶体1使其呈水平放置，然后进一步地向石墨容器302中放入另一部分的支撑球体2，使待键合激光晶体1埋没在支撑球体2内；向另一部分支撑球体2的表面上水平放置隔板4，并向隔板4施加20N的压力；关闭热键合炉301的炉门，并对热键合炉301进行抽真空，当热键合炉301内的压强等于10Pa后，一边继续抽真空，一边利用热键合炉301对待键合激光晶体1加热；在热键合炉301的真空度为0.001Pa、待键合激光晶体1的温度为600℃下，对待键合激光晶体1进行10h的保温；将待键合激光晶体1冷却至室温，并停止抽真空；之后将石墨容器302从热键合炉301内取出，进而取出石墨容器302中键合的激光晶体。
对比例1
本实施例提供了一种激光晶体的热键合方法，该热键合方法包括：
将由Yb:YAG晶体片和不掺杂的YAG晶体片构成的待键合激光晶体1放置在热键合炉301内，并在待键合激光晶体1的上方施加1000N的压力；关闭热键合炉301的炉门，对热键合炉301进行抽真空，当热键合炉301内的压强等于10Pa后，一边继续抽真空，一边利用热键合炉301对待键合激光晶体1加热；在热键合炉301的真空度为7Pa、待键合激光晶体1的温度为1500℃下，对待键合激光晶体1进行20h的保温；将待键合激光晶体1冷却至室温，并停止抽真空，之后从热键合炉301内取出键合的激光晶体。
对比例2
本实施例提供了一种激光晶体的热键合方法，该热键合方法包括：
将由Yb:YAG晶体片和不掺杂的YAG晶体片构成的待键合激光晶体1放置在热键合炉301内，并在待键合激光晶体1的上方施加20N的压力；关闭热键合炉301的炉门，对热键合炉301进行抽真空，当热键合炉301内的压强等于10Pa后，一边继续抽真空，一边利用热键合炉301对待键合激光晶体1加热；在热键合炉301的真空度为6Pa、待键合激光晶体1的温度为600℃下，对待键合激光晶体1进行30h的保温；将待键合激光晶体1冷却至室温，并停止抽真空，之后从热键合炉301内取出键合的激光晶体。
应用例
将实施例1-7、对比例1-2所对应的键合的激光晶体进行编号，分别为编号1-9，其中，各个键合的激光晶体的键合效果如表1所示。
表1
从表1中可看出通过本发明实施例提供的热键合方法可制备得出键合质量好的片状结构的键合的激光晶体，即可获取具有良好的机械性能、光学质量的键合的激光晶体。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光晶体的热键合方法，其特征在于，该热键合方法包括：
将待键合激光晶体(1)放置到内部填充有多个支撑球体(2)的制备装置(3)中，以使待键合激光晶体(1)埋没于多个所述支撑球体(2)内；
将隔板(4)布设在多个所述支撑球体(2)的表面，并对所述隔板(4)施加预设压力；
在预设真空度下，对所述待键合激光晶体(1)进行真空热处理，获取键合的激光晶体。
2.根据权利要求1所述的热键合方法，其特征在于，所述支撑球体(2)的直径小于或等于0.6mm。
3.根据权利要求1所述的热键合方法，其特征在于，所述支撑球体(2)的材质为氧化铝或氧化锆，且纯度为99％～99.999％。
4.根据权利要求1所述的热键合方法，其特征在于，所述隔板(4)为石墨板。
5.根据权利要求1所述的热键合方法，其特征在于，所述预设压力为20N～1000N。
6.根据权利要求1～5任一项所述的热键合方法，其特征在于，所述制备装置(3)包括：热键合炉(301)、设置在所述热键合炉(301)内的作业容器(302)；
所述作业容器(302)用于盛放所述待键合激光晶体(1)、多个所述支撑球体(2)以及所述隔板(4)。
7.根据权利要求6所述的热键合方法，其特征在于，所述作业容器(302)为石墨容器。
8.根据权利要求6所述的热键合方法，其特征在于，所述在预设真空度下，对所述待键合激光晶体(1)进行真空热处理，包括：
关闭所述热键合炉(301)的炉门，并对所述热键合炉(301)抽真空，当所述热键合炉(301)内的压强小于或等于预设压强时，对所述待键合激光晶体(1)进行加热；
在所述预设真空度以及预设温度下，对所述待键合激光晶体(1)进行预设时间的保温；
将所述待键合激光晶体(1)冷却至室温，并停止抽真空。
9.根据权利要求8所述的热键合方法，其特征在于，所述预设压强为10Pa；
所述预设真空度小于10Pa，所述预设温度为600℃～1600℃，所述预设时间为5h～50h。
10.一种激光晶体的热键合装置，其特征在于，所述热键合装置包括：热键合炉(301)、设置在所述热键合炉(301)内的作业容器(302)；
所述作业容器(302)内盛放有多个所述支撑球体(2)；
所述热键合装置还包括：隔板(4)，布设于多个所述支撑球体(2)的表面，用于对埋没于多个所述支撑球体(2)内的待键合激光晶体(1)进行施压。
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