[实用新型]用于金属纳米元件的激光焊接装置

说明书

本实用新型涉及用于金属纳米元件的激光焊接装置，沿光路依次布置：激光发生器，产生单色激光束；扩束镜，对激光发生器产生的单色激光束进行放大和准直；光闸，控制激光通过的时间；衰减器，调节激光功率的大小；1/4玻片，改变激光的偏振方向，将激光光束的线偏振转化为圆偏振；光阑，过滤激光光束的杂散光；扫描振镜，用以定位与扫描；聚焦镜，将激光光束进行聚焦形成聚焦光斑；三维运动平台，承载待焊接的金属纳米元件并调节焊接位置，聚焦光斑直接照射至待焊接的金属纳米元件表面。非接触式焊接，只对焊点位置几十纳米范围内进行局域加热，激光光斑聚焦到微米量级，聚焦光斑直径调控在1200nm以下，实现金属纳米尺度上的焊接。

技术领域

本实用新型涉及一种用于金属纳米元件的激光焊接装置，属于激光精密微细加工技术领域。

背景技术

目前，激光精密微细加工是微纳制造技术的重要组成部分。在微纳加工领域，伴随先进制造技术的进步以及分析工具向更高精度的革新，纳米材料的形貌和特征变化，特别是材料的纳米焊接，催生出了一系列的新兴技术应用，如透明导电电极、薄膜太阳能电池、纳米催化、癌症治疗等。激光微、纳米加工是建立在激光与材料相互作用基础上，利用激光照射来改变材料的性质和物态，实现微米量级到纳米量级或者跨尺度的控形与控性。纳米科技的发展依赖于微纳尺度加工技术的发展，而纳米材料的焊接是目前纳米研究领域中亟待解决的热点和难点问题。

随着纳米材料的不断应用和向前发展，纳米焊接技术也将发挥越来越重要的作用。纳米焊接是人们研发和制造许多纷繁复杂的多功能纳米光电器件和传感器的基础和关键技术之一。是纳米研究能提升到纳米科技水平，并真正能用于大规模地投入实际应用的根本和关键所在。目前纳米连接技术比较典型的有热板加热法、机械压力法、化学合成法、离子束照射法、光照诱导法等等。这些方法在处理大规模纳米线网络焊接的时候效果明显，但由于纳米尺度上的操控技术要求很高，容易造成纳米结构的损伤，所以在材料纳米焊接具体实现过程中都存在一定的局限性，不利于工业化大规模应用。

另有专利申请号201310561021.6的专利文献公开，通过电流产生的焦耳热也可以实现纳米材料的焊接。该方法对于支撑结构的基底等会带来热损伤，而且要求先进的设备来直接接触纳米线，容易对焊接目标附近的纳米结构造成不可逆的机械损伤。

因此，在现有技术之外，需要一种精准可控，效率高，成本低，并且对基底及焊接目标周围材料损伤小的纳米焊接技术来完成纳米材料之间焊接，以保证纳米焊接良好的焊接质量和机械性能，同时，进行纳米焊接技术的推广应用。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种简单灵活、精准可控、适应性强的用于金属纳米元件的激光焊接装置。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

用于金属纳米元件的激光焊接装置，特点是：沿光路依次布置：

激光发生器，产生单色激光束；

扩束镜，对激光发生器产生的单色激光束进行放大和准直；

光闸，控制激光通过的时间；

衰减器，调节激光功率的大小；

1/4玻片，改变激光的偏振方向，将激光光束的线偏振转化为圆偏振；

光阑，过滤激光光束的杂散光；

扫描振镜，用以定位与扫描；

聚焦镜，将激光光束进行聚焦形成聚焦光斑；

三维运动平台，承载待焊接的金属纳米元件并调节焊接位置，聚焦光斑直接照射至待焊接的金属纳米元件表面。