玻璃加工的超快激光!

　　玻璃是一种通明的类固体资料，在人们日常生活中运用广泛。玻璃的运用范围在不断扩大，尤其是和其他资料相结合能更多地运用于高科技范畴。玻璃由碳酸钠、石灰石和沙子等常见的资料制成。这些资料在高温条件下（约1500℃）溶化，就像液体相同，能够被灌注、吹制、压制和模塑成各种形状。但在室温下，玻璃就成为固体，冷却后因为机械功能的改变会变得难以加工处理。
　　玻璃具有其他资料所不具有的共同功能。它具有好的光学功能，能反射、曲折、透射和吸收光线，在整个可视范围内乃至更远，都具有较高的通明度。从化学功能来说，玻璃是一种抗腐蚀的惰性资料，能够作为很多化学品的容器。从热力和电力方面来看，玻璃是一种绝缘体。从物理功能来看，玻璃外表坚硬，防刮耐磨，近年来经过各种办法，玻璃乃至具有了弹性。可是，也正是这些功能使得玻璃加工面临着更大应战，例如一旦玻璃具有好的抗拉强度，就变得易碎。
　　因而，处理玻璃的办法和其运用都需求从长计议。玻璃制作能够追溯到公元前3500年左右。人工制作玻璃大约首要出现在美索不达米亚和埃及，首要被用来制作珠宝，随后被用来制作壶。之后，加工工艺不断改进，从手艺加工演变为现今的高科技工业工艺，出现了很多玻璃类别和运用。虽然玻璃制作历史悠久，但近几十年来因为玻璃的易碎功能，对于玻璃成品进行加工的工艺止步不前。
　　一般一个小裂纹就会形成玻璃破碎。一旦微裂纹在玻璃的某个部位形成，它就会蔓延至玻璃边缘，形成决裂。玻璃的这种易碎特点使其难以加工。另外一方面，不断发展的技能使其可制成结构更小，且形状各异的玻璃来运用于不同范畴。传统的准确办法，如光刻和电子束光刻等来加工玻璃，但这些技能过于昂贵，不易操作，特别是大面积运用。现今，激光技能供给了加工玻璃的准确办法。直截了当的办法就是在波长范围内利用单光子吸收，玻璃在红外线或紫外线下不会高度通明。
　　可是，直接吸收会发生一些问题，包含不良热影响以及形成热影响区，这会发生微裂纹，严重危害玻璃的机械稳定性。此外，在玻璃外表下方进行加工，制作三维结构，需求运用高通明度波长。虽然纳秒脉冲激光器能够用于在玻璃中制作次表层结构（如图1），玻璃的物理机制会对微处理的精密程度形成约束，也会发生微裂纹。
　　近年来，一种激动人心的代替性工艺已投入工业运用，即运用超快激光器在近红外波长范围内发生次皮秒脉冲。在这一办法中，超短脉冲严密聚集于玻璃的大部分或外表，每平方厘米的功率密度超过数太瓦，引发复杂多样的工艺，如一起多光子吸收、雪崩和碰撞电离，形成对玻璃基质高度局域化的损坏，一起几乎不存在能量堆积（只有几微焦乃至更少）。因为每次脉冲所用能量适度，对该部位（乃至是聚集体积）形成的热影响能够忽略不计。这一办法一般被称为“冷消融”，能够用来制作为准确的3D结构。和其他微制作技能相比，飞秒激光微制作通明资料具有共同优势。
　　文章源自：中山玻璃加工
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