CN108015412A - 一种光学元件与基片的粘接方法 - Google Patents

一种光学元件与基片的粘接方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种光学元件与基片的粘接方法，取待粘接的光学元件与基片，在光学元件的一表面镀设金属膜层，形成光学元件镀设层；在基片的一表面镀设金属膜层或箔层或热固化胶，形成基片镀设层；采用激光聚集从光学元件透光面注入将焦点打在金属膜层，利用焦点上金属膜层百分之几或更高的激光剩余吸收和聚焦点小尺寸使金属膜层焦点区域迅速升温，熔化金属膜层或箔层或热固化胶，实现光学元件与基片粘结或熔接。本发明有效地提高了光学元件与其他元件的结合稳定性。

Description

一种光学元件与基片的粘接方法
技术领域
本发明涉及光学与激光领域，具体涉及一种光学元件与基片的粘接方法。
背景技术
传统的光学元件与其它基片的粘接一般是通过胶体进行粘接，但是胶体在经过长时间的光线照射后容易老化，从而导致光学元件容易从基片上上脱落，结合稳定性差。发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结合稳定性强的光学元件与基片的粘接方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种光学元件与基片的粘接方法，包括以下步骤：
1） 取待粘接的光学元件与基片，在光学元件的一表面镀设金属膜层，形成光学元件镀设层；
在基片的一表面镀设金属膜层或箔层或热固化胶，形成基片镀设层；
2）将光学元件的光学元件镀设层与基片的基片镀设层贴紧放置并压紧；
3）将聚焦的激光调试，使得焦点刚好聚焦在光学元件与基片贴紧的镀设层上，根据光斑的直径与镀设层的尺寸，设定二维扫描步径，使得焦点光斑扫描覆盖整个贴紧的镀设层；
4）镀设层在受到聚焦的高亮度激光照射时，吸收激光能量瞬间融化粘结，焦点光斑扫描整个贴紧的镀设层后，实现光学元件与基片的粘接。
所述基片为光学元件、金属基片或陶瓷基片，或者任何适合镀金属膜层的基片。
所述光学基片为光学元件时，两个光学元件之间的的粘接方法包括以下步骤：
1） 取待粘接的两个光学元件，分别为光学元件A和光学元件B，分别在光学元件A的一表面和光学元件B的一表面镀设金属膜层；
2）将光学元件A和光学元件B的金属膜层贴紧放置并压紧；
3）将聚焦的激光调试，使得焦点刚好聚焦在光学元件A与光学元件B贴紧的金属膜层上，根据光斑的直径与金属膜层的尺寸，设定二维扫描步径，使得焦点光斑扫描覆盖整个金属膜层；
4）金属膜层在受到聚焦的高亮度激光照射时，吸收激光能量瞬间融化粘结，焦点光斑扫描整个金属膜层后，实现光学元件A与光学元件B的粘接。
进一步，所述光学元件A和光学元件B分别为铌酸锂光学晶体和二氧化碲光学晶体。
所述金属膜层为单层金属膜层或多层金属膜层。
所述单层金属膜层为铬单层、镍单层、金单层、银单层或铟单层。
所述金属膜层的厚度为几十纳米到几十微米量级，具体厚度可以根据厚度需要，膜层材料以及激光焊接功率来确定。
本发明采用以上技术方案，采用一面光学表面镀金属膜层如铬、镍、金、银单层或多层金属薄膜，该光学元件与另一基片表面之间含有低熔点金属膜层或箔层或热固化胶，采用激光聚集从光学元件透光面注入将焦点打在金属膜层，利用焦线上金属膜层百分之几或更高的激光剩余吸收和聚焦点小尺寸，使金属膜层焦点区域迅速升温，熔化金属膜层另一侧低溶点金属膜层或箔层或热固化胶，实现光学元件与基片粘结或熔接。本发明有效地提高了光学元件与其他元件的结合稳定性。由于采用激光聚焦加热熔接的方法，只是在聚焦点附件的小范围内升温融化金属膜了，最大限度地降低了整个材料的温升以及粘合时的应力，减少粘结时升温以及应力可能引起的开裂的风险，同时本身残留的粘结应力也大幅降低；另外由于可以采用金属膜层来粘结光学件，对一些需要控制挥发，不能用胶，同时要求高的粘结可靠性，高的导热性的应用场合来说，特别像是激光器中光学元器件的固定粘结，此种金属膜层激光聚焦焊接粘结的方法，可以提供高可靠性，无胶无挥发，优良的散热性能的粘结方案。
具体实施方式
一种光学元件与基片的粘接方法，包括以下步骤：
1） 取待粘接的光学元件与基片，在光学元件的一表面镀设金属膜层，形成光学元件镀设层；
在基片的一表面镀设金属膜层或箔层或热固化胶，形成基片镀设层；
2）将光学元件的光学元件镀设层与基片的基片镀设层贴紧放置并压紧；
3）将聚焦的激光调试，使得焦点刚好聚焦在光学元件与基片贴紧的镀设层上，根据光斑的直径与镀设层的尺寸，设定二维扫描步径，使得焦点光斑扫描覆盖整个贴紧的镀设层；
4）镀设层在受到聚焦的高亮度激光照射时，吸收激光能量瞬间融化粘结，焦点光斑扫描整个贴紧的镀设层后，实现光学元件与基片的粘接。
所述基片为光学元件、金属基片或陶瓷基片等适宜激光融化焊接的材料膜层。
实施例1
一种光学元件与光学元件之间的的粘接方法，包括以下步骤：
1） 取待粘接的两个光学元件，分别为光学元件A和光学元件B，分别在光学元件A的一表面和光学元件B的一表面镀设金属膜层；
2）将光学元件A和光学元件B的金属膜层贴紧放置并压紧；
3）将聚焦的激光调试，使得焦点刚好聚焦在光学元件A与光学元件B贴紧的金属膜层上，根据光斑的直径与金属膜层的尺寸，设定二维扫描步径，使得焦点光斑扫描覆盖整个金属膜层；
4）金属膜层在受到聚焦的高亮度激光照射时，吸收激光能量瞬间融化粘结，焦点光斑扫描整个金属膜层后，实现光学元件A与光学元件B的粘接。
所述光学元件A和光学元件B分别为铌酸锂光学晶体和二氧化碲光学晶体。
铌酸锂光学晶体和二氧化碲光学晶体表面镀设的金属膜层为铬层、镍层、银层、铟层组成的多层金属膜层，金属膜层的厚度为几十纳米到十几微米。
实施例2
一种光学元件与光学元件之间的的粘接方法，其主要用在激光腔中的光学件无胶固定中，主要包括以下步骤：
1） 取待粘接的两个光学元件，分别为光学元件和基座，在光学元件的一表面镀设金属膜层，形成光学元件镀设层；其厚度为几微米到几十微米。；
在基座的一表面镀设金属膜层或箔层或热固化胶，形成基座镀设层；其厚度为几微米到几十微米；
2）将光学元件和基座的镀设层贴紧放置并压紧；
3）将聚焦的激光调试，使得焦点刚好聚焦在光学元件与基座贴紧的镀设层上，根据光斑的直径与镀设层的尺寸，设定二维扫描步径，使得焦点光斑扫描覆盖整个镀设层；
4）镀设层在受到聚焦的高亮度激光照射时，吸收激光能量瞬间融化粘结，焦点光斑扫描整个金属膜层后，实现光学元件与基座的粘接。
所述的光学元件为激光光学元器件，基座为固定散热金属板。
所述金属膜层为铟层，锡层或多层金属膜层。

Claims (7)

1.一种光学元件与基片的粘接方法，其特征在于：其包括以下步骤：
1） 取待粘接的光学元件与基片，在光学元件的一表面镀设金属膜层，形成光学元件镀设层；
在基片的一表面镀设金属膜层或箔层或热固化胶，形成基片镀设层；
2）将光学元件的光学元件镀设层与基片的基片镀设层贴紧放置并压紧；
3）将聚焦的激光调试，使得焦点刚好聚焦在光学元件与基片贴紧的镀设层上，根据光斑的直径与镀设层的尺寸，设定二维扫描步径，使得焦点光斑扫描覆盖整个贴紧的镀设层；
4）镀设层在受到聚焦的高亮度激光照射时，吸收激光能量瞬间融化粘结，焦点光斑扫描整个贴紧的镀设层后，实现光学元件与基片的粘接。
2.根据权利要求1所述的一种光学元件与基片的粘接方法，其特征在于：所述基片为光学元件，所述粘接方法包括以下步骤：
1） 取待粘接的两个光学元件，分别为光学元件A和光学元件B，分别在光学元件A的一表面和光学元件B的一表面镀设金属膜层；
2）将光学元件A和光学元件B的金属膜层贴紧放置并压紧；
3）将聚焦的激光调试，使得焦点刚好聚焦在光学元件A与光学元件B贴紧的金属膜层上，根据光斑的直径与金属膜层的尺寸，设定二维扫描步径，使得焦点光斑扫描覆盖整个金属膜层；
4）金属膜层在受到聚焦的高亮度激光照射时，吸收激光能量瞬间融化粘结，焦点光斑扫描整个金属膜层后，实现光学元件A与光学元件B的粘接。
3.根据权利要求2所述的一种光学元件与基片的粘接方法，其特征在于：所述光学元件A和光学元件B分别为铌酸锂光学晶体和二氧化碲光学晶体。
4.根据权利要求2所述的一种光学元件与基片的粘接方法，其特征在于：所述金属膜层为单层金属膜层或多层金属膜层。
5.根据权利要求4所述的一种光学元件与基片的粘接方法，其特征在于：所述单层金属膜层为铬单层、镍单层、金单层、银单层或铟单层。
6.根据权利要求4所述的一种光学元件与基片的粘接方法，其特征在于：所述金属膜层的厚度为几十纳米到几十微米量级。
7.根据权利要求1所述的一种光学元件与基片的粘接方法，其特征在于：所述基片为金属基片或陶瓷基片。
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