超短脉冲激光因具有加工精度高、热影响区小、效率高等优点, 在玻璃焊接领域有着广阔的发展前景。在实际场景中玻璃往往通过强化提升自身强度, 以满足其应用的可靠性。本文利用红外超短脉冲激光成功实现化学钢化玻璃之间的焊接, 通过显微镜观察焊点形状, 总结出了焊接功率、频率、速度与焊点尺寸的回归方程, 并验证了回归方程的准确性。结果表明: 在焊接频率为500 kHz、焊接速度为10 mm/s条件下, 随着焊接功率升高, 焊接化学钢化玻璃的机械强度先增大后减小, 化学钢化玻璃焊接剪切应力最大可达1109 MPa, 拉伸应力最大可达7.10 MPa; 激光焊接时化学钢化玻璃不仅受到本身热膨胀的压力还叠加了张应力, 更容易造成周围区域的破坏。

利用飞秒激光脉冲开展了零热膨胀系数Li₂O-Al₂O₃-SiO₂（LAS）透明微晶玻璃的非光学接触式焊接研究，分析了不同能量飞秒激光焊接LAS透明微晶玻璃的焊缝形貌和剪切强度，并对焊接后LAS透明微晶玻璃的透过率进行了测量。在激光脉冲宽度为300 fs、波长为1030 nm、单脉冲能量为3.0 μJ时，焊接后LAS透明微晶玻璃的剪切强度高达23.51 MPa，光学透过率相对于原始LAS透明微晶玻璃下降了5%。随着单脉冲能量的增加，LAS透明微晶玻璃的光学透过率发生不同程度的下降，改性区域逐渐远离焦点，向激光源方向移动，使得分界面处的焊缝宽度先增大至10.7 μm而后逐渐减小。X射线衍射分析结果表明，在该激光参数下实现了LAS透明微晶玻璃焊接而未产生新的晶相。

超短脉冲激光可以直接对玻璃进行焊接,不需要在两片玻璃之间添加吸收介质,也不需要对材料进行热处理,应用前景广阔。利用飞秒激光热累积效应成功实现了石英玻璃之间的焊接,研究了激光重复频率和激光功率对玻璃焊接质量的影响。石英玻璃焊接区由3部分构成,包括顶部的圆形空腔、中部的熔融区域和底部的线形损伤结构,石英玻璃的焊接强度是3部分结构共同作用的结果。实验表明:在保持激光重复频率为500 kHz时,熔融区面积随着激光功率的增大而增大,但是焊接强度出现了先增大后减小的趋势;在保持激光功率为4.14 W时,熔融区面积和焊接强度随激光重复频率增长而减小。此外,还实现了铝硅酸盐玻璃之间和钠钙玻璃之间的焊接,并对不同成分玻璃的焊接端面形貌进行了对比。

为解决传统玻璃焊接技术中添加焊料带来的易腐蚀、易老化等问题, 用超短脉冲激光实现了无焊料添加的玻璃叠焊效果, 并用3D显微镜、拉力仪、维氏硬度仪对焊接玻璃进行微观形貌、拉伸剪切强度、断口维氏硬度检测, 得出研究结果: 用50 W皮秒激光器对钠钙硅酸盐玻璃进行焊接,选用振镜走点阵的加工工艺解决了线阵加工中激光作用点间距过于紧密的问题, 实现了无焊料添加的玻璃叠焊效果。实现这一焊接的机理是超短脉冲激光引起玻璃的非线性吸收作用的强弱受激光重频和单脉冲能量以及阈值时间的影响, 调节合适的激光参数可实现最佳的焊接效果。当加工参数为重频120 kHz、电流100%、点阵间距0.02 mm时, 焊接玻璃承受的最大拉力达到157 N, 焊接效果最佳。

基于EDFA(掺铒光纤放大器)所用大功率泵浦源组件制作中的光纤耦合固定和温度特性问题, 介绍了大功率980 nm LD-FBG(激光器－光纤布拉格光栅)组件的内部结构和主要技术指标, 重点报告了低温玻璃焊接耦合固定技术和大功率980 nm LD-FBG组件的温度特性, 列表比较了低温玻璃焊接的特点和激光焊的异同。温度试验表明, 在-20~+75 ℃温度范围内, 采用TEC(热电致冷器)的大功率980 nm LD-FBG组件, 最大光波长峰值变化<0.1 nm, 最大光功率变化<0.3 dB。