CN113199143A - 基于光束整形的双光路超快激光焊接装置及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的基于光束整形的双光路超快激光焊接装置包括飞秒激光器、半波片、偏振分光棱镜、电控快门、激光扩束器、第一全反射镜、二向色镜、振镜系统、场镜、待焊接样品和XYZ移动焊接平台，飞秒激光器发出高斯光束依次通过半波片、偏振分光棱镜、电控快门、激光扩束器、第一全反射镜、二向色镜、振镜系统和场镜后聚集到待焊接样品上，待焊接样品固定在XYZ移动焊接平台上，构成高斯光束焊接光路。通过在第一全反射镜和二向色镜之间设置贝塞尔光束转换系统，构成贝赛尔光束激光焊接光路。还提供了使用该装置的加工方法。该焊接装置实现了不同激光束的双光路焊接，既适用非光学接触焊接，也适用光学接触焊接，能有效提高焊接质量和降低生产成本。

Description

基于光束整形的双光路超快激光焊接装置及加工方法

技术领域

本发明涉及超快激光光束整形微焊接加工领域，特别是涉及一种基于光束整形的双光路超快激光焊接装置及加工方法。

背景技术

透明脆性材料(如玻璃、陶瓷、蓝宝石、硅等)一般具有热稳定性好及化学稳定性好的特点，同时具有高强度、高硬度、低密度、耐磨性和耐腐蚀等优良的特性。并广泛应用于微电子封装、植入式医疗器件、微型传感器、转换器、电池、光电子器件等在内的微型元器件、装置或系统的制造或组装过程。目前透明脆性材料的传统密封方法主要包括胶合粘接、固相键合、阳极键合、熔融焊接等。上述的这些传统粘结/焊接工艺由于存在不同程度的技术缺陷和加工精度上的制约，已经难以满足当今日益发展的工业生产对于高效率、高精度、低污染的加工需求。

超快激光具有加工精度高、热影响区小、不易破裂、连接强度较高、可空间选择性加工等突出优点。由于超快激光的超强光强特性，在透明介质内部产生非线性吸收，可以实现透明材料三维空间的选择性微焊接。而且，超快激光作用透明介质因多光子吸收的阈值效应和激光光束的高斯特性，使得超快激光加工的结构尺寸可以突破光学衍射极限，甚至可以实现小于激光波长的纳米尺寸的精密加工。另外，超短脉冲和材料相互作用时间极短，有效避免了材料出现明显的热扩散，进而避免长脉冲加工过程的冲击波等对材料的热损伤，有效避免了材料因不同热膨胀系数导致热应力产生裂纹和溅射物，且加工的范围仅在焦斑附近，加工区域边缘平滑，极大地提高了加工精度。所以与阳极键合等传统连接技术相比，超快激光焊接更适合于小零件的高柔性、高精度制造和集成。目前超快激光焊接技术已被研究应用于制造微电子机械系统(MEMS)、微流体、医疗设备和微光学设备，特别是在传感器、电子封装以及航空航天等精密仪器领域。

目前国内外超快激光焊接的研究基本使用的激光光束都默认符合高斯分布，因为高斯光束在需光学接触贴合焊接的精密仪器领域有着较大的优势，焊接精度较高且不会影响透明度。但当焊接样品间的间隙无法达到光学接触时，高斯光在焊接过程受限于焦深等一系列参数的限制，通常为保证焊接质量需要两焊接样品的接触表面进行抛光处理，以实现两样品间的间距达到或接近于光学接触。而这一过程通常需要增加使用成本，而且在实际应用焊接时受限于实际焊接条件难以保证焊接质量，此时样品间的间距可达几微米。目前解决焊接大间隙样品的方法，主要有多光束复合焊接等，但在这种样品间隙为几微米的精密领域，由于多光束复合焊接产生的温度极高，热应力极大很容易产生缺陷。

发明内容

为了解决现有技术存在的缺陷，本发明利用贝塞尔光束的长焦深等优点解决超快激光焊接过程中的光学接触限制的问题，通过光束整形得到的贝塞尔光束实现非光学接触焊接，因此，我们开发了一种基于光束整形的双光路超快激光焊接装置及方法，具体方案如下：

基于光束整形的双光路超快激光焊接装置，包括飞秒激光器、半波片、偏振分光棱镜、电控快门、激光扩束器、第一全反射镜、二向色镜、振镜系统、场镜、待焊接样品和XYZ移动焊接平台，所述飞秒激光器发出高斯光束依次通过半波片、偏振分光棱镜、电控快门、激光扩束器、第一全反射镜、二向色镜、振镜系统和场镜后聚集到待焊接样品上，待焊接样品固定在XYZ移动焊接平台上，构成高斯光束焊接光路。

进一步地，包括贝塞尔光束转换系统，所述贝塞尔光束转换系统包括第二全反射镜、反射式空间光调制器、第三全反射镜、光阑和第四全反射镜，第二全反射镜和第四全反射镜自左向右依次设在第一全反射镜和二向色镜之间，反射式空间光调制器设在第二全反射镜竖直方向下方，第三全反射镜设在反射式空间光调制器水平方向，第三全反射镜和第四全反射镜之间设有光阑，所述飞秒激光器发出高斯光束依次通过半波片、偏振分光棱镜、电控快门、激光扩束器、第一全反射镜、第二全反射镜、反射式空间光调制器、第三全反射镜、光阑、第四全反射镜、二向色镜、振镜系统和场镜后聚集到待焊接样品上，构成贝赛尔光束激光焊接光路。

进一步地，还包括装有第一成像物镜的第一电荷耦合器件、装有第二成像物镜和第二电荷耦合器件、第一照明光源和第二照明光源，装有第一成像物镜的第一电荷耦合器件设在二向色镜的上方，第二照明光源设在XYZ移动焊接平台下方，待焊接样品的焊接位置成像依次通过场镜、振镜系统和二向色镜到装有第一成像物镜的第一电荷耦合器件上，构成第一观测光路；装有第二成像物镜和第二电荷耦合器件设在待焊接样品一侧，第一照明光源设在待焊接样品另一侧，待焊接样品的焊接位置成像通过装有第二成像物镜的第二电荷耦合器件上，构成第二观测光路。

进一步地，所述飞秒激光器竖直方向发出的高斯光束上方由下至上依次设置半波片、偏振分光棱镜、电控快门、激光扩束器和第一全反射镜，沿第一全反射镜的水平方向上设置二向色镜，二向色镜下方依次设置振镜系统、场境和XYZ移动焊接平台。

进一步地，所述两待焊接样品均为透明脆性材料，或所述两待焊接样品为透明脆性材料与金属材质，所述透明脆性材料为玻璃、陶瓷、蓝宝石或硅。

使用所述的基于光束整形的双光路超快激光焊接装置的加工方法，包括如下步骤：

(1)当两待焊接样品间距达到光学接触时，选择高斯光束焊接光路或贝赛尔光束激光焊接光路进行焊接，当两待焊接样品间距达到非光学接触时，选择贝赛尔光束激光焊接光路进行焊接；焊接前，将两待焊接样品的焊接界面先后使用丙酮和无水乙酸清洁，并干燥处理；

(2)将步骤(1)的两待焊接样品按照焊接要求贴合，并固定在XYZ移动焊接平台上，使两待焊接样品的接触位置正对飞秒激光器发出的高斯光束的传输方向；

(3)通过飞秒激光器、半波片、偏振分光棱镜、电控快门和激光扩束器分别调整优化激光功率、脉冲宽度、重复频率和光斑大小，通过振镜系统和XYZ焊接平台调整扫描速度、扫描路径、扫描间距，使高斯光或贝塞尔光束聚集在所设计的聚集位置处，按照所设计的扫描路径进行扫描焊接，通过第一观测光路和第二观测光路观察加工现象；

(4)激光焊接完成后，取下焊接样品。

本发明的优点

1.本发明的基于光束整形的双光路超快激光焊接装置及加工方法能提供高斯光束和贝塞尔光束的双光路焊接，且两种光路焊接能够自由切换，用于解决透明脆性材料非光学接触焊接的难题，能用于非光学接触焊接，也能用于光学接触焊接，提高焊接质量、降低加工成本、解决超快激光焊接难题和开展光束整形进行超快激光焊接研究都具有重大意义。

2.采用的高斯光束焊接光路，对于对焊接样品表面状态有特殊要求的光学接触焊接，具有独特的焊接优势，焊接质量高对透明脆性材料的透明度没有影响；将高斯光束整形为贝塞尔光束焊接光路，由于贝塞尔光束焦深较大，能解决非光学接触焊接难题以及减少激光聚焦位置的限制，有效地提高焊接质量。

3.本发明综合了超快激光、高斯光束和贝塞尔光束三者的特点，采用高斯光束光路可用于光学接触的焊接，提高焊接质量；而采用焦深较大的贝塞尔光束光路，能解决非光学接触焊接难题以及减少了激光聚焦位置的限制，而且贝塞尔光束光路也能用于光学接触的焊接，能实现多种形式的焊接，提高焊接装置及方法的适用性。

4、本发明在扫描方式上利用振镜系统配合场镜控制聚焦激光束在固定的材料上按预设图案扫描，与工作台移动相比，扫描光线速度快，焊接速度和效率高，可实现较大的接触间隙焊接，放宽了对材料表面粗糙度洁净度要求，节省人力物力，降低了生产成本。

5、本发明的双光路超快激光焊接装置采用的高斯光束焊接光路和贝塞尔光束焊接光路的超快激光焊接，能直接对透明脆性材料进行焊接，由于超快激光的非线性吸收，无需任何填充物或中间层，不但提高了焊缝质量和密封性能，而且简化了工艺流程，焊缝位置精度高且抗腐蚀、稳定性好。适用于透明脆性材料的焊接，且对焊接环境无特殊要求，适用环境广泛。

附图说明

图1是本发明的基于光束整形的双光路焊接装置的光路示意图。

图2是图1的结构示意图。

图3是实施例1的高斯光束焊接光路的光路示意图。

图4是实施例2的贝赛尔光束激光焊接光路的光路示意图。

图5是图3中的高斯光束的焦深示意图。

图6是图4中的高斯光束整形为贝塞尔光束的焦深示意图。

图中：

1：飞秒激光器；2：半波片；3：偏振分光棱镜；4：电控快门；5：激光扩束器；6：第一全反射镜；7：第二全反射镜；8：反射式空间光调制器；9：第三全反射镜；10：光阑；11：第四全反射镜；12：二向色镜；13：第一成像物镜；14：第一电荷耦合器件；15：振镜系统；16：场镜；17：焊接样品；18：第一照明光源；19：第二成像物镜；20：第二电荷耦合器件；21：XYZ移动焊接平台；22：第二照明光源；G：高斯光束；B：贝塞尔光束；Zmax1：高斯光束焦深；Zmax2：贝塞尔光束焦深。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地解释和说明，但需要注意的是，本具体实施例不用于限定本发明的权利范围。

如图1和图2所示，本具体实施例提供的基于光束整形的双光路超快激光焊接装置及加工方法，具体如图1所示，该双光路超快激光焊接装置包括飞秒激光器1、半波片2、偏振分光棱镜3、电控快门4、激光扩束器5、第一全反射镜6、贝塞尔光束转换系统、二向色镜12、振镜系统15、场镜16、待焊接样品17、XYZ移动焊接平台21、装有第一成像物镜13的第一电荷耦合器件14、装有第二成像物镜19和第二电荷耦合器件20、第一照明光源18和第二照明光源20。贝塞尔光束转换系统包括第二全反射镜7、反射式空间光调制器8、第三全反射镜9、光阑10和第四全反射镜11。

沿飞秒激光器竖直方向发出的高斯光束G上方对应设置半波片2，半波片2对应上方设置偏振分光棱镜3，半波片2和偏振分光棱镜3结合使用，用于调节高斯光束G的脉冲能量。偏振分光棱镜3对应上方设有电控快门4，用于调整飞秒激活脉冲数量。电控快门4上方对应设置激光扩束器5，用于扩大高斯光束G的光束直径。激光扩束器5上方对应设有第一全反射镜6，用于全反射高斯光束G，改变高斯光束G的传播方向。通过第一全反射镜6将竖直方向传播的高斯光束G沿水平方向传播，沿着第一全反射镜6的水平方向依次自左向右设置第二全反射镜7、第四全反射镜11和二向色镜12，第二全反射镜7和第四全反射镜11制作为一体式，作用在于能够同时移动和固定，以方便切换高斯光束G焊接光路和贝赛尔光束激光焊接光路。第二全反射镜7竖直方向下方设置反射式空间光调制器8，用于将原始的高斯光束G整形为贝塞尔光束B。反射式空间光调制器8水平方向设置第三全反射镜9，第三全反射镜9和第四全反射镜11之间设有光阑10，用于滤除杂散光。第二全反射镜7、第三全反射镜9和第四全反射镜11均用于全反射高斯光束G，改变高斯光束G的传播方向。二向色镜12下方依次设置振镜系统15、场境16和XYZ移动焊接平台21。二向色镜12用于反射高斯光束G，改变光路方向和使成像光透过，在装有第一成像物镜13的第一电荷耦合器件14上成像观测。振镜系统15配合场境16用于控制聚集高斯光束G在固定的待焊接样品上按预设图案扫描。第一照明电源18和第二照明电源22为LED光源，用于产生观测成像的光源。

如图1至4所示，装有第一成像物镜13的第一电荷耦合器件14设在二向色镜12的上方，第二照明光源22设在XYZ移动焊接平台下方，由第二照明光源22产生俯视方向观测成像的光源，将待焊接样品17的焊接位置俯视方向成像依次通过场镜16、振镜系统15和二向色镜12到装有第一成像物镜13的第一电荷耦合器件14上，并将第一电荷耦合器件14连接电脑，构成第一观测光路，观测待焊接样品17焊接过程的俯视方向。

装有第二成像物镜19和第二电荷耦合器件20设在待焊接样品17一侧，第一照明光源18设在待焊接样品17另一侧，由第一照明光源18产生侧视方向观测成像的光源，待焊接样品17的焊接位置侧视方向成像直接通过装有第二成像物镜19的第二电荷耦合器件20上，并将第二电荷耦合器件20连接到电脑上，构成第二观测光路，观测待焊接样品17焊接的侧视方向。优选地，两待焊接样品17均为透明脆性材料，两透明脆性材料具体为玻璃与玻璃、陶瓷与玻璃或玻璃与硅。或两待焊接样品17为透明脆性材料与金属材质，透明脆性材料与金属材质具体为玻璃与金属、陶瓷与金属或蓝宝石与金属。

使用上述基于光束整形的双光路超快激光焊接装置的加工方法，包括如下步骤：

(1)当两待焊接样品17间距达到光学接触，能选择高斯光束G焊接光路或贝赛尔光束激光焊接光路进行焊接；

选择高斯光束G焊接光路时，移动第一全反射镜7和第四全反射镜11，使其不在光路传播路径上并固定到指定位置上，使双光路超快激光焊接装置切换至高斯光束G焊接光路；

选择贝赛尔光束B激光焊接光路，移动第一全反射镜7和第四全反射镜11，使其在光路传播路径上并固定，将双光路超快激光焊接装置切换至贝赛尔光束B激光焊接光路；

在超快激光焊接前，对两待焊接样品17进行抛光处理，再先后使用丙酮和无水乙酸对两待焊接样品的焊接界面进行清洁，最后常温条件下风干；

当两待焊接样品17间距达到非光学接触，仅能选择贝赛尔光束B激光焊接光路进行焊接。移动第一全反射镜7和第四全反射镜11，使其在光路传播路径上并固定，将双光路超快激光焊接装置切换至贝赛尔光束B激光焊接光路，在超快激光焊接前，由于采用焦深大的贝塞尔光束，在两待焊接样品17间的焊接界面没有明显缺陷的情况下无需抛光处理，先后使用丙酮和无水乙酸对两待焊接样品17的焊接界面进行清洁，最后常温条件下风干；

(2)将步骤(1)的两待焊接样品17按照焊接要求贴合，并固定在XYZ移动焊接平台21上，保证焊接过程中两待焊接样品17的位置不会发生变化，并使两待焊接样品17的接触位置正对飞秒激光器1发出的高斯光束G的传输方向；

(3)通过飞秒激光器1、半波片2、偏振分光棱镜3、电控快门4和激光扩束器5分别调整优化激光功率、脉冲宽度、重复频率和光斑大小等激光参数，通过振镜系统和XYZ焊接平台调整扫描速度、扫描路径、扫描间距的加工工艺参数，使高斯光束G或贝赛尔光束B聚集在所设计的聚集位置处，按照所设计的扫描路径进行扫描焊接，通过第一观测光路和第二观测光路观察加工现象；

(4)激光焊接完成后，取下焊接样品17。

实施例1：

如图3所示，当两待焊接样品17间距达到光学接触时，移动一体式的第二反射镜7和第四全反射镜11到指定位置并固定，使其不在光路传播路径上，如图2所示，飞秒激光器1产生高斯光束G后，依次通过半波片2、偏振分光棱镜3、电控快门4和激光扩束器5，经第一全反射镜6反射后到二向色镜12，然后高斯光束G经过振镜系统15和场镜16后聚集到待焊接样品17的焊接界面处，构成高斯光束G焊接光路，待焊接样品17固定在XYZ移动焊接平台21上，通过XYZ移动焊接平台21和振镜系统15调整优化扫描路径和扫描速度等焊接加工参数，实现两待焊接样品的超快激光焊接，然后通过第一观测光路和第二观测光路观察加工现象。

实施例2：

如图4所示，当两待焊接样品17间距达到非光学接触时，移动一体式的第二反射镜7和第四全反射镜11到指定位置并固定，使其在光路传播路径上，如图3所示，飞秒激光器1发出高斯光束G依次通过半波片2、偏振分光棱镜3、电控快门4和激光扩束器5，经第一全反射镜6反射到第二全反射镜7，然后通过反射式空间光调制器8将高斯光束G整形为贝塞尔光束B，贝塞尔光束B经第三全反射镜9、光阑10、第四全反射镜11和二向色镜12、振镜系统15和场镜16后聚集到待焊接样品17的焊接界面处，构成贝赛尔光束B激光焊接光路，待焊接样品17固定在XYZ移动焊接平台21上，通过XYZ移动焊接平台21和振镜系统15调整优化扫描路径和扫描速度等焊接加工参数，实现两待焊接样品17的超快激光焊接，最后通过第一观测光路和第二观测光路观察加工现象。

本具体实施方式的基本原理是：

本具体实施方式的飞秒激光器1发出的高斯光束G为超快激光，超快激光是指脉冲宽度为皮秒(10^-12s)至飞秒(10^-15s)尺度的脉冲激光，其脉冲宽度远小于电子-声子耦合时间，也远小于材料的热扩散时间，因此在激光整个持续时间内，热影响区较小，超快激光具有加工精度高、热影响区小、不易破裂、连接强度较高、可空间选择性加工等突出优点。超快激光的峰值功率极高，当激光聚焦在所设计的聚焦位置时，极高的峰值功率能达到材料的局部烧蚀阈值，引起材料的一系列非线性吸收过程(多光子吸收、隧道电离或雪崩电离等)，在相对密闭聚焦空间里，瞬时形成的热量难以扩散，导致焦点处的材料熔化甚至气化，通过适当加工参数控制下，激光会使聚焦区域的能量聚集，引起两待焊接样品17间聚焦区域材料超快熔化，在脉冲结束后，熔化的材料会迅速发生再凝固形成焊接接头。

由于焊接要求各不相同，一般有光学接触和非光学接触两种常见的焊接状态。当两焊接样品17间距处于光学接触时，适用于高斯光束G焊接光路或贝塞尔光束B焊接光路进行焊接。若两样待焊接样品17的间距处于非光学接触状态，由于使用高斯光束G焊接过程会发生等离子体从聚焦区域溢出和激光烧蚀现象，并且调整激光聚焦位置时也会受到限制，从而影响焊接质量，因此在这一状态下，则只适用于长焦深的贝塞尔光束B焊接光路进行焊接，利用贝塞尔光束B长焦深的特点避免这种现象的发生。本发明提出采用基于光束整形的双光路焊接装置及方法应用于超快激光焊接，利用如图6所示的贝塞尔光束焦深大的优点，极大的减少了聚焦位置的限制，能在两待焊接样品17处于非光学接触的情况下实现焊接。

本具体实施例中的双光路超快激光焊接装置采用一个飞秒激光器1，通过简单的移动一体式的第一全反射镜7和第四全反射镜11，就能实现不同激光束的双光路焊接，极大的节约成本，而且该装置能适用于超快激光焊接的各个领域。

本具体实施例中的光束整形采用的是反射式空间光调制器，能方便调整贝塞尔光束的相应参数，还能整形成其他类型的激光束，极大的拓展本发明的适用领域，提高了装置未来研究发展的多变性，以后可能会发展为双光路多类型激光束焊接。

本发明的基于光束整形的双光路超快激光焊接装置，即当焊接间距处于光学接触时，能采用高斯光束进行焊接，当焊接间距处于非光学接触时，高斯光束通常焊接效果不佳，采用贝塞尔光束焊接效果更好，此外，贝塞尔光束对焊接间距的要求不高，在非光学接触和光学接触的条件下，均能适用。

能用于非光学接触焊接，也能用于光学接触焊接，而本发明中的贝塞尔光束不仅适用于解决非光学接触焊接，也能适用于光学接触焊接。

Claims (6)

1.基于光束整形的双光路超快激光焊接装置，其特征在于，包括飞秒激光器、半波片、偏振分光棱镜、电控快门、激光扩束器、第一全反射镜、二向色镜、振镜系统、场镜、待焊接样品和XYZ移动焊接平台，所述飞秒激光器发出高斯光束依次通过半波片、偏振分光棱镜、电控快门、激光扩束器、第一全反射镜、二向色镜、振镜系统和场镜后聚集到待焊接样品上，两待焊接样品固定在XYZ移动焊接平台上，构成高斯光束焊接光路。

2.根据权利要求1所述的基于光束整形的双光路超快激光焊接装置，其特征在于，包括贝塞尔光束转换系统，所述贝塞尔光束转换系统包括第二全反射镜、反射式空间光调制器、第三全反射镜、光阑和第四全反射镜，第二全反射镜和第四全反射镜自左向右依次设在第一全反射镜和二向色镜之间，反射式空间光调制器设在第二全反射镜竖直方向下方，第三全反射镜设在反射式空间光调制器水平方向，第三全反射镜和第四全反射镜之间设有光阑，所述飞秒激光器发出高斯光束依次通过半波片、偏振分光棱镜、电控快门、激光扩束器、第一全反射镜、第二全反射镜、反射式空间光调制器、第三全反射镜、光阑、第四全反射镜、二向色镜、振镜系统和场镜后聚集到待焊接样品上，构成贝赛尔光束激光焊接光路。

3.根据权利要求1所述的基于光束整形的双光路超快激光焊接装置，其特征在于，还包括装有第一成像物镜的第一电荷耦合器件、装有第二成像物镜和第二电荷耦合器件、第一照明光源和第二照明光源，装有第一成像物镜的第一电荷耦合器件设在二向色镜的上方，第二照明光源设在XYZ移动焊接平台下方，待焊接样品的焊接位置成像依次通过场镜、振镜系统和二向色镜到装有第一成像物镜的第一电荷耦合器件上，构成第一观测光路；装有第二成像物镜和第二电荷耦合器件设在待焊接样品一侧，第一照明光源设在待焊接样品另一侧，待焊接样品的焊接位置成像通过装有第二成像物镜的第二电荷耦合器件上，构成第二观测光路。

4.根据权利要求1所述的基于光束整形的双光路超快激光焊接装置，其特征在于，所述飞秒激光器竖直方向发出的高斯光束上方由下至上依次设置半波片、偏振分光棱镜、电控快门、激光扩束器和第一全反射镜，沿第一全反射镜的水平方向上设置二向色镜，二向色镜下方依次设置振镜系统、场境和XYZ移动焊接平台。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的基于光束整形的双光路超快激光焊接装置，其特征在于，所述两待焊接样品均为透明脆性材料，或两待焊接样品为透明脆性材料与金属材质，所述透明脆性材料为玻璃、陶瓷、蓝宝石或硅。

6.使用权利要求1至4中任意一项所述的基于光束整形的双光路超快激光焊接装置的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)当两待焊接样品间距达到光学接触时，选择高斯光束焊接光路或贝赛尔光束激光焊接光路进行焊接，当两待焊接样品间距达到非光学接触时，选择贝赛尔光束激光焊接光路进行焊接；焊接前，将两待焊接样品的焊接界面先后使用丙酮和无水乙酸清洁，并干燥处理；

(2)将步骤(1)的两待焊接样品按照焊接要求贴合，并固定在XYZ移动焊接平台上，使两待焊接样品的接触位置正对飞秒激光器发出的高斯光束的传输方向；

(3)通过飞秒激光器、半波片、偏振分光棱镜、电控快门和激光扩束器分别调整激光功率、脉冲宽度、重复频率和光斑大小，通过振镜系统和XYZ焊接平台调整扫描速度、扫描路径和扫描间距，使高斯光束或贝赛尔光束聚集在所设计的聚集位置处，按照所设计的扫描路径进行扫描焊接，通过第一观测光路和第二观测光路观察加工现象；

(4)激光焊接完成后，取下焊接样品。

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