本發(fā)明涉及一種玻璃表面選擇性析出晶體的方法，具體地說(shuō)是一種通過(guò)飛秒激光誘導(dǎo)玻璃表面選擇性析晶的方法。
背景技術(shù)：
：1960年第一臺(tái)激光器誕生以來(lái)，激光技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展。經(jīng)過(guò)調(diào)Q、鎖模、特別是啁啾脈沖放大技術(shù)使得激光輸出強(qiáng)度越來(lái)越高，脈沖寬度越來(lái)越短，進(jìn)一步出現(xiàn)了飛秒激光。飛秒激光具有極窄的脈沖寬度，在相對(duì)較低的脈沖能量下即可獲得極高的峰值功率。隨著飛秒鈦寶石激光器的研制成功，激光與材料相互作用進(jìn)入了一個(gè)全新的領(lǐng)域。飛秒激光脈沖極窄，聚焦后能夠得到極大的功率密度，輻照時(shí)能夠在聚焦區(qū)域形成極大的場(chǎng)強(qiáng)，即使材料本身在激光波長(zhǎng)處沒(méi)有本征吸收，也會(huì)由于飛秒激光誘導(dǎo)的多光子吸收以及多光子電離等非線(xiàn)性效應(yīng)反應(yīng)，使得飛秒激光可以應(yīng)用于透明材料的三維選擇性微結(jié)構(gòu)加工，并賦予材料特有的光學(xué)、力學(xué)性能。近年來(lái)，飛秒激光誘導(dǎo)特殊玻璃內(nèi)部晶化的研究吸引了很多研究小組的注意。Miura等人在類(lèi)BBO組成的玻璃內(nèi)部用激光誘導(dǎo)析出β-BBO晶體束(K.Miura,J.Qiu,T.Mitsuyu,etal.Opt.Lett,2000,25(6),408-410)，Zhu等人用飛秒激光誘導(dǎo)摻雜Er3+的BaO-TiO2-SiO2玻璃，誘導(dǎo)出空間選擇性的光學(xué)晶體(B.Zhu,Y.Dai,H.Ma,etal.Opt.Express.2007,15:6069-6074)。CN200410018446.3采用飛秒激光在特定組成的玻璃內(nèi)部誘導(dǎo)析出晶體。但這些研究所涉及的玻璃均需添加特殊組分作為晶核劑，縮小了空間選擇性析晶的應(yīng)用范圍。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提出一種無(wú)需在玻璃內(nèi)添加特殊組分作為晶核劑的通過(guò)飛秒激光誘導(dǎo)玻璃表面選擇性析晶的方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，(1)配置熔鹽與晶核劑混合物，并攪拌均勻，其中，熔鹽成分為硫酸鋰和硫酸鈉的混合物，硫酸鋰質(zhì)量分?jǐn)?shù)為88％-92％，硫酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4％-8％，晶核劑為二氧化鈦、氧化釩或二者的混合物，晶核劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4％-6％；(2)將配置好的熔鹽與晶核劑混合物均勻平鋪于玻璃表面，玻璃表面混合物厚度為1-5mm；(3)將平鋪好混合物的玻璃平放于鈦藍(lán)寶石飛秒激光器加工平臺(tái)上；(4)設(shè)定飛秒激光器各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)，激光波長(zhǎng)為600-800nm，脈沖寬度為120-150fs，單脈沖最大能量為3-5μJ，重復(fù)頻率為220-250kHz；(5)將激光聚焦到玻璃樣品表面；(6)根據(jù)玻璃類(lèi)型選擇激光功率P1，在玻璃表面需要析出晶體的位置進(jìn)行激光輻照，輻照時(shí)間t1為1s-3s；(7)輻照結(jié)束后將玻璃樣品取出，用去離子水清洗干凈玻璃表面。所述熔鹽與晶核劑混合物平鋪于玻璃表面，玻璃表面混合物厚度為1-2mm。所述激光功率P1為600mW-900mW。所述玻璃成分為鋁硅酸鹽玻璃或鈉鈣硅酸鹽玻璃。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和有益效果，本發(fā)明通過(guò)在熔鹽中混合晶核劑，通過(guò)飛秒激光誘導(dǎo)玻璃表面析晶。本發(fā)明不需要玻璃原片中含有晶核劑，與現(xiàn)有飛秒激光或高溫離子交換誘導(dǎo)表面析晶的方法相比，適用范圍更廣泛。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)玻璃表面的選擇性析晶。本發(fā)明制備的表面析晶的玻璃透光率高，霧度小。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單、成本低并適合工業(yè)化生產(chǎn)。附圖說(shuō)明圖1為實(shí)施例一制備的表面選擇性析晶區(qū)域拉曼光譜圖。圖2為實(shí)施例二制備的表面選擇性析晶區(qū)域拉曼光譜圖。具體實(shí)施方式通過(guò)飛秒激光誘導(dǎo)玻璃表面選擇性析晶的方法，其特征包括以下步驟：(1)配置熔鹽與晶核劑混合物，并攪拌均勻，其中，熔鹽成分為硫酸鋰和硫酸鈉的混合物，硫酸鋰質(zhì)量分?jǐn)?shù)為88％-92％，硫酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4％-8％，晶核劑為二氧化鈦、氧化釩或二者的混合物，晶核劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4％-6％；(2)將配置好的熔鹽與晶核劑混合物均勻平鋪于玻璃表面，玻璃表面混合物厚度為1-5mm。(3)將平鋪好混合物的玻璃平放于鈦藍(lán)寶石飛秒激光器加工平臺(tái)上。(4)設(shè)定飛秒激光器各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)，激光波長(zhǎng)為600-800nm，脈沖寬度為120-150fs，單脈沖最大能量為3-5μJ，重復(fù)頻率為220-250kHz。(5)將激光聚焦到玻璃樣品表面。(6)按照玻璃類(lèi)型選擇激光功率，激光功率在600mW-900mW范圍，在玻璃表面需要析出晶體的位置進(jìn)行激光輻照，輻照時(shí)間為1s-3s。(7)輻照結(jié)束后將玻璃樣品取出，用去離子水清洗干凈玻璃表面。玻璃成分為鋁硅酸鹽玻璃或鈉鈣硅酸鹽玻璃。實(shí)施例一40×40×2.2mm浮法玻璃樣品，成分如下：SiO2Al2O3CaOMgONa2OK2O6752.69.516.40.5首先用無(wú)水乙醇和去離子水清洗玻璃，然后自然干燥。按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)硫酸鋰：硫酸鈉：二氧化鈦＝88：8：4配置熔鹽與晶核劑混合物，并攪拌均勻。將配置好的熔鹽與晶核劑混合物均勻平鋪于玻璃表面1mm。將平鋪好混合物的玻璃平放于鈦藍(lán)寶石飛秒激光器加工平臺(tái)上。采用的飛秒激光波長(zhǎng)為800nm，脈沖寬度為120fs，單脈沖最大能量為3μJ，重復(fù)頻率為250kHz。調(diào)節(jié)激光器，使激光聚焦于玻璃表面。選擇激光功率為900mW，輻照時(shí)間1s。移動(dòng)激光器，在玻璃表面形成一個(gè)矩形輻照框。輻照結(jié)束后，取出玻璃樣品，用去離子水清洗干凈玻璃表面。圖1為實(shí)施例一制備的表面選擇性析晶區(qū)域拉曼光譜圖。下表為表面晶化前后玻璃的透光率測(cè)試結(jié)果：玻璃表面晶化前表面晶化后透光率(％)9191霧度(％)0.20.3實(shí)施例二40×20×4.0mm浮法玻璃樣品，成分如下：SiO2Al2O3CaONa2OK2O64142.616.43首先用無(wú)水乙醇和去離子水清洗玻璃，然后自然干燥。按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)硫酸鋰：硫酸鈉：氧化釩＝92：4：4配置熔鹽與晶核劑混合物，并攪拌均勻。將配置好的熔鹽與晶核劑混合物均勻平鋪于玻璃表面2mm。將平鋪好混合物的玻璃平放于鈦藍(lán)寶石飛秒激光器加工平臺(tái)上。采用的飛秒激光波長(zhǎng)為600nm，脈沖寬度為150fs，單脈沖最大能量為5μJ，重復(fù)頻率為220kHz。調(diào)節(jié)激光器，使激光聚焦于玻璃表面。選擇激光功率為600mW，輻照時(shí)間3s。移動(dòng)激光器，在玻璃表面形成一個(gè)矩形輻照框。輻照結(jié)束后，取出玻璃樣品，用去離子水清洗干凈玻璃表面。圖2為實(shí)施例二制備的表面選擇性析晶區(qū)域拉曼光譜圖。下表為表面晶化前后玻璃的透光率測(cè)試結(jié)果：玻璃表面晶化前表面晶化后透光率(％)9089霧度(％)0.30.4當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3