本發(fā)明屬于玻璃精密加工相關(guān)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種采用一氧化碳激光對(duì)玻璃進(jìn)行加熱的方法。

背景技術(shù)：

玻璃加熱至熔融狀態(tài)是很多玻璃精密加工中一項(xiàng)必不可少的重要工序，例如光學(xué)玻璃的熱成型、光纖玻璃的熔融拉錐等。作為玻璃加熱熱源的一種，激光以其能量集中、能量作用區(qū)域靈活性高、無(wú)燃燒耗材、清潔無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛的應(yīng)用于很多高精密的玻璃加熱熔融工藝。

目前，玻璃精密加工中采用的激光熱源以二氧化碳激光為主，主要是因?yàn)椴Ａ?duì)二氧化碳激光的吸收強(qiáng)烈，可在玻璃表面積累大量的熱量從而起到加熱玻璃的作用，但由于玻璃對(duì)二氧化碳激光的吸收過(guò)于強(qiáng)烈，導(dǎo)致玻璃表面的吸收厚度只有10～50微米，玻璃的表層能夠得到有效加熱，而玻璃的內(nèi)部則需經(jīng)過(guò)熱傳導(dǎo)才能受熱，從而造成玻璃受熱不均勻，產(chǎn)生變形和殘余應(yīng)力等問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種采用一氧化碳激光對(duì)玻璃進(jìn)行加熱的方法，其基于玻璃在加熱過(guò)程中的特點(diǎn)，針對(duì)玻璃的加熱方法進(jìn)行了設(shè)計(jì)。本發(fā)明采用一氧化碳激光對(duì)玻璃進(jìn)行加熱，由于玻璃對(duì)波長(zhǎng)為5微米的一氧化碳激光的吸收系數(shù)比對(duì)波長(zhǎng)為10微米的二氧化碳的吸收系數(shù)弱兩個(gè)數(shù)量級(jí)，因此采用一氧化碳對(duì)玻璃進(jìn)行加工時(shí)，一氧化碳激光能夠穿透到玻璃內(nèi)部，使得玻璃在其整個(gè)深度范圍內(nèi)受熱均勻，提高了受熱均勻性，確保了玻璃經(jīng)加熱處理后的質(zhì)量。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種采用一氧化碳對(duì)玻璃進(jìn)行加熱的方法，其包括以下步驟：

(1)提供一個(gè)激光加熱裝置，所述激光加熱裝置用于發(fā)射一氧化碳激光束來(lái)對(duì)玻璃進(jìn)行加熱；

(2)提供一個(gè)玻璃加工裝置，將所述玻璃加工裝置與所述激光加熱裝置相對(duì)設(shè)置；同時(shí)將所述玻璃設(shè)置在所述玻璃加工裝置上；

(3)所述激光加熱裝置發(fā)射所述一氧化碳激光束到所述玻璃，以對(duì)所述玻璃進(jìn)行加熱。

進(jìn)一步的，所述激光加熱裝置包括一氧化碳激光器、安全擋板、第一反射鏡、第二反射鏡、第三反射鏡及分光鏡；所述一氧化碳激光器、所述安全擋板及所述第一反射鏡依次相對(duì)設(shè)置；所述第二反射鏡、所述分光鏡及所述第三反射鏡依次相對(duì)設(shè)置，所述分光鏡位于所述第一反射鏡的下方。

進(jìn)一步的，所述玻璃為光纖玻璃。

進(jìn)一步的，所述玻璃加工裝置包括左側(cè)步進(jìn)電機(jī)、左側(cè)移動(dòng)平臺(tái)、左側(cè)固定平臺(tái)、右側(cè)固定平臺(tái)、右側(cè)移動(dòng)平臺(tái)及右側(cè)步進(jìn)電機(jī)；所述左側(cè)步進(jìn)電機(jī)及所述右側(cè)步進(jìn)電機(jī)分別通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接于所述左側(cè)移動(dòng)平臺(tái)及所述右側(cè)移動(dòng)平臺(tái)，所述左側(cè)固定平臺(tái)及所述右側(cè)固定平臺(tái)分別固定在所述左側(cè)移動(dòng)平臺(tái)及所述右側(cè)移動(dòng)平臺(tái)上；所述光纖玻璃的兩端分別設(shè)置在所述左側(cè)移動(dòng)平臺(tái)及所述右側(cè)移動(dòng)平臺(tái)上。

總體而言，通過(guò)本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的采用一氧化碳激光對(duì)玻璃進(jìn)行加熱的方法，采用一氧化碳激光對(duì)玻璃進(jìn)行加熱，由于玻璃對(duì)波長(zhǎng)為5微米的一氧化碳激光的吸收系數(shù)比對(duì)波長(zhǎng)為10微米的二氧化碳的吸收系數(shù)弱兩個(gè)數(shù)量級(jí)，因此采用一氧化碳對(duì)玻璃進(jìn)行加工時(shí)，一氧化碳光能夠穿透到玻璃內(nèi)部，使得玻璃在其整個(gè)深度范圍內(nèi)受熱均勻，提高了受熱均勻性，確保了玻璃經(jīng)加熱處理后的質(zhì)量。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明較佳實(shí)施方式提供的采用一氧化碳激光對(duì)玻璃進(jìn)行加熱的方法中使用的激光加熱裝置處于使用狀態(tài)時(shí)的示意圖。

圖2是圖1中的采用一氧化碳激光對(duì)玻璃進(jìn)行加熱的方法中使用的玻璃加工裝置及激光加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是采用圖1中的采用一氧化碳激光對(duì)玻璃進(jìn)行加熱的方法對(duì)光纖玻璃進(jìn)行熔融拉錐時(shí)的局部示意圖。

在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記用來(lái)表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，其中：16-激光加熱裝置，1-一氧化碳激光器，2-安全擋板，3-第一反射鏡，4-第二反射鏡，5-第三反射鏡，6-分光鏡，7-玻璃，8-一氧化碳激光束，9-光纖玻璃，10-左側(cè)步進(jìn)電機(jī)，11-左側(cè)移動(dòng)平臺(tái)，12-左側(cè)固定臺(tái)，13-右側(cè)固定臺(tái)，14-右側(cè)移動(dòng)平臺(tái)，15-右側(cè)步進(jìn)電機(jī)。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

請(qǐng)參閱圖1至圖3，本發(fā)明較佳實(shí)施方式提供的采用一氧化碳激光對(duì)玻璃進(jìn)行加熱的方法，其包括以下步驟：

第一步，提供一個(gè)激光加熱裝置16，所述激光加熱裝置16用于發(fā)射一氧化碳激光束8。本實(shí)施方式中，所述激光加熱裝置16包括一氧化碳激光器1、安全擋板2、第一反射鏡3、第二反射鏡4、第三反射鏡5及分光鏡6。所述一氧化碳激光器1、所述安全擋板2及所述第一反射鏡3依次相對(duì)設(shè)置。所述第二反射鏡4、所述分光鏡6及所述第三反射鏡5依次相對(duì)設(shè)置，所述分光鏡6位于所述第一反射鏡3的下方。待加熱的玻璃7位于所述分光鏡6的下方。

所述一氧化碳激光器1用于產(chǎn)生波長(zhǎng)為5微米左右的所述一氧化碳激光束8。所述安全擋板2開啟后，所述一氧化碳激光束8穿過(guò)所述安全擋板2后傳輸?shù)剿龅谝环瓷溏R3上。所述第一反射鏡3將接收到的所述一氧化碳激光束8反射至所述分光鏡6，所述分光鏡6將一束所述一氧化碳激光束8分成多束所述一氧化碳激光束8后分別傳送到所述第二反射鏡4及所述第三反射鏡5。所述第二反射鏡4及所述第三反射鏡5均將自身接收到的所述一氧化碳激光束8反射到所述玻璃7上，以對(duì)所述玻璃7進(jìn)行加熱。

第二步，提供一個(gè)玻璃加工裝置，所述玻璃加工裝置與所述激光加熱裝置16相對(duì)設(shè)置，將去除涂覆層后的光纖玻璃9設(shè)置在所述玻璃加工裝置上。本實(shí)施方式中，所述光纖玻璃9即為待加熱的所述玻璃材料7。

本實(shí)施方式中，所述玻璃加工裝置包括左側(cè)步進(jìn)電機(jī)10、左側(cè)移動(dòng)平臺(tái)11、左側(cè)固定平臺(tái)12、右側(cè)固定平臺(tái)13、右側(cè)移動(dòng)平臺(tái)14及右側(cè)步進(jìn)電機(jī)15。所述左側(cè)步進(jìn)電機(jī)10及所述右側(cè)步進(jìn)電機(jī)15分別通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接于所述左側(cè)移動(dòng)平臺(tái)11及所述右側(cè)移動(dòng)平臺(tái)14，所述左側(cè)固定平臺(tái)12及所述右側(cè)固定平臺(tái)13分別固定在所述左側(cè)移動(dòng)平臺(tái)11及所述右側(cè)移動(dòng)平臺(tái)14上。所述光纖玻璃9的兩端分別設(shè)置在所述左側(cè)固定平臺(tái)12及所述右側(cè)固定平臺(tái)13上。所述激光加熱裝置16通過(guò)發(fā)射所述一氧化碳激光束8來(lái)對(duì)所述光纖玻璃9進(jìn)行加熱時(shí)，所述左側(cè)步進(jìn)電機(jī)10及所述右側(cè)步進(jìn)電機(jī)15分別驅(qū)動(dòng)所述左側(cè)移動(dòng)平臺(tái)11及所述右側(cè)移動(dòng)平臺(tái)14向相背的兩側(cè)移動(dòng)，進(jìn)而分別帶動(dòng)所述左側(cè)固定平臺(tái)12及所述右側(cè)固定平臺(tái)13向兩側(cè)移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)所述光纖玻璃9向兩側(cè)的拉伸。

第三步，所述激光加熱裝置發(fā)射一氧化碳激光束8到所述光纖玻璃9以對(duì)所述光纖玻璃9進(jìn)行加熱熔融，同時(shí)，所述玻璃加工裝置將所述光纖玻璃9向相背的兩側(cè)拉伸，最終將所述光纖玻璃9加工成特殊的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明提供的采用一氧化碳激光對(duì)玻璃進(jìn)行加熱的方法，采用一氧化碳激光波長(zhǎng)玻璃進(jìn)行加熱，由于玻璃對(duì)波長(zhǎng)為5微米的一氧化碳激光的吸收系數(shù)比對(duì)波長(zhǎng)為10微米的二氧化碳的吸收系數(shù)弱兩個(gè)數(shù)量級(jí)，因此采用一氧化碳對(duì)玻璃進(jìn)行加工時(shí)，一氧化碳光能夠穿透到玻璃內(nèi)部，使得玻璃在其整個(gè)深度范圍內(nèi)受熱均勻，提高了受熱均勻性，確保了玻璃加熱處理的質(zhì)量。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。