激光3d贴合加热方法及系统、真空贴合下腔装置及真空贴合设备与流程

本发明涉及vr贴合，具体涉及一种激光3d贴合加热方法及系统、真空贴合下腔装置及真空贴合设备。

背景技术：

1、近年来，vr(虚拟现实仿真)技术在进一步发展进步，这一技术实际上涉及到显示器件，光学光路，眼球追踪，红外感知，重力加速度传感器，姿态位置传感器，注意力感知，空间感知等多种技术的整合，其中光学光路技术板块是其中提供‘沉浸感’的重要组成部分，占据很重要的比例，光学光路中目前综合重量/成像对比度/视觉分辨率等效果中较为优秀的技术路线是折叠光路(俗称pancake)方案，通过在镜片与半透半反射膜层以及线偏振/反射偏振/四分之一波片的光路组合实现轻薄又距离较远的虚像成像。

2、为了实现这一结构，需要将平面结构的线偏振/反射偏振/四分之一波片与镜片进行无缝贴合，且由于偏振片的应力效应，偏振片由平面拉伸到变成适应镜片曲率的3d结构时受力要尽可能均匀。

3、这一均匀形变过程通常的技术方案是先对平面薄膜进行加热，等光学薄膜到了热塑形变温度之后进行3d成型，并贴附。其中加热过程要求精确控制薄膜温度在热塑形变温度以上黄变温度以下，且整体温度分布均匀，减少应力效应。

4、目前对光学膜进行加热的过程通常使用ir灯进行，使用大功率红外加热管，将大量的红外辐射投射到待拉伸的光学薄膜上使其进行升温。

5、由于ir灯的热效率较低，这一设备的能耗极高(加热单片薄膜需要6-10千瓦的ir灯)，以及ir灯的热量溢出效应，加热均匀度不够理想，且在连续工作过程中，溢出热量会破坏真空腔的热环境温度平衡，导致产品加热过程的时间与空间的均匀性受到影响，进一步的，会影响到整个光路的最终效果。

技术实现思路

1、为解决上述缺陷，本发明提一种激光3d贴合加热方法及系统、真空贴合下腔装置及真空贴合设备，使用激光和doe器件组合作为光学薄膜的预加热手段，相比红外灯管的范围加热方式更为精确与均匀，热效率更高，达到大面积的加热的效果。

2、第一方面，本发明提供激光3d贴合加热方法，其包括以下步骤：

3、1)测量粘接产品的吸收光谱，获得峰值的吸收波长，进而计算出相应的峰值频率；

4、2)将激光发生器的频率参数设定为峰值频率，然后将激光发生器照射到doe元器件上，doe光学元件将激光束的能量转换为均匀分布，进而对粘接产品进行贴合面的整面均匀加热，加热之后开始真空整形，为下一步3d贴合整形。

5、于本发明的一种实施方式中，所述doe光学元件选自平顶光束发生器、光束匀化器、环形发生器和衍射分束器的一种。

6、于本发明的一种实施方式中，在步骤1)中，测量粘接产品的吸收光谱过程为：钨灯发射出的连续光经过入射狭缝，随后进入准直镜，然后通过光栅进行分光，分离出的单色光经过准直镜，随后进入出射狭缝，然后经过半透反射镜，将光分成两束，一束直接进入光电探测器，一束经过粘接产品后进入对比光电探测器，经过移动出射狭缝位置，并记录出射狭缝位置、以及两路光电探测器的比值，获得粘接产品的吸收光谱。

7、于本发明的一种实施方式中，在步骤2)中，峰值频率由一个或多个频率组成。

8、第二方面，本发明提供一种激光3d贴合加热系统，其包括：激光发射元件，用于发射高能量激光束，以对粘接产品进行激光加热；doe光学元件，其用于将激光发射元件产生的激光束的能量转换为均匀分布；治具，其用于承载并调整粘接产品，以使得粘接产品的表面朝向激光束。

9、于本发明的一种实施方式中，所述激光发射元件选自单模激光或多模激光，所述激光发射元件的发射波段为粘接产品的最大吸收峰或多个峰值组合。

10、于本发明的一种实施方式中，所述doe光学元件选自平顶光束发生器、光束匀化器、环形发生器和衍射分束器的一种。

11、第三方面，本发明提供一种真空贴合下腔装置，其包括下腔治具组件，所述下腔治具组件包括下腔治具底板、下腔加热安装板以及下治具，所述下腔治具底板的上侧设置有下腔加热安装板，所述下腔加热安装板中间设置有第一中空结构，所述第一中空结构内设置有如上述所述的激光3d贴合加热系统，所述下腔加热板的上侧设置有下治具，所述下治具中间设置有与第一中空结构相匹配的第二中空结构，所述第一中空结构与所述第二中空结构形成激光加热的空间。

12、于本发明的一种实施方式中，所述真空贴合下腔装置还包含多个测温装置，所述测温装置设置于下治具上，用以监控所述粘接产品不同位置的温度。

13、第四方面，本发明提供一种真空贴合设备，其包括如上述所述的真空贴合下腔装置。

14、综上所述，本发明提供一种激光3d贴合加热方法及系统、真空贴合下腔装置及真空贴合设备，本发明的有益效果为：

15、本发明测量粘接产品的吸收光谱，获得峰值的吸收波长，进而计算出相应的峰值频率；然后使用激光和doe器件组合作为光学薄膜的预加热手段，相比红外灯管的范围加热方式更为精确与均匀，热效率更高，达到大面积的加热的效果。同时，对真空腔内其他原件的热环境温度影响较小，是一种更高效更精确的加热方式，

技术特征：

1.激光3d贴合加热方法，其特征在于，其包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的激光3d贴合加热方法，其特征在于，所述doe光学元件选自平顶光束发生器、光束匀化器、环形发生器和衍射分束器的一种。

3.根据权利要求1所述的激光3d贴合加热方法，其特征在于，在步骤1)中，测量粘接产品的吸收光谱过程为：钨灯发射出的连续光经过入射狭缝，随后进入准直镜，然后通过光栅进行分光，分离出的单色光经过准直镜，随后进入出射狭缝，然后经过半透反射镜，将光分成两束，一束直接进入光电探测器，一束经过粘接产品后进入对比光电探测器，经过移动出射狭缝位置，并记录出射狭缝位置、以及两路光电探测器的比值，获得粘接产品的吸收光谱。

4.根据权利要求1所述的激光3d贴合加热方法，其特征在于，在步骤2)中，峰值频率由一个或多个频率组成。

5.激光3d贴合加热系统，其特征在于，其包括：

6.根据权利要求3所述的激光3d贴合加热系统，其特征在于，所述激光发射元件选自单模激光或多模激光，所述激光发射元件的发射波段为粘接产品的最大吸收峰或多个峰值组合。

7.根据权利要求3所述的激光3d贴合加热系统，其特征在于，所述doe光学元件选自平顶光束发生器、光束匀化器、环形发生器和衍射分束器的一种。

8.真空贴合下腔装置，其特征在于，其包括下腔治具组件，所述下腔治具组件包括下腔治具底板、下腔加热安装板以及下治具，所述下腔治具底板的上侧设置有下腔加热安装板，所述下腔加热安装板中间设置有第一中空结构，所述第一中空结构内设置有如权利要求3至5任一所述的激光3d贴合加热系统，所述下腔加热板的上侧设置有下治具，所述下治具中间设置有与第一中空结构相匹配的第二中空结构，所述第一中空结构与所述第二中空结构形成激光加热的空间。

9.根据权利要求8所述的真空贴合下腔装置，其特征在于，还包含多个测温装置，所述测温装置设置于下治具上，用以监控所述粘接产品不同位置的温度。

10.真空贴合设备，其特征在于，其包括如权利要求8或9所述的真空贴合下腔装置。

技术总结本发明提供了一种激光3d贴合加热方法及系统、真空贴合下腔装置及真空贴合设备。粘接产品会对不同波长的光线表现出不同程度的吸收，首先在实验室测量粘接产品的吸收光谱，获得峰值的吸收波长，进而计算出相应的峰值频率；将激光发生器的频率参数设定为峰值频率，然后将激光发生器照射到DOE元器件上，DOE光学元件将激光束的能量转换为均匀分布，进而对粘接产品进行贴合面的整面均匀加热，加热之后开始真空整形，为下一步3d贴合整形。本发明加热精确与均匀，热效率更高，达到大面积的加热的效果，同时，对真空腔内其他原件的热环境温度影响较小，进而引发的热扰动与热均匀性影响更低。技术研发人员：杨洋受保护的技术使用者：合肥市商巨智能装备有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18