激光焊接经涂覆的基材

摘要

本文公开了将多层膜结合到基材的方法及其所得的结构。将多层膜激光结合到基材的方法可包括在对第一波长的光透射的第一基材的第一表面上方形成膜。所述膜可包括反射第一波长的光的反射层和折射第一波长的光的折射层。所述方法可包括使用穿过第一基材的激光辐射来照射膜的区域。激光辐射的波长分布在大致第一波长处可具有峰。第一波长可在约300nm至约5000nm之间。

说明书

相关申请的引用结合

本申请要求2018年5月22日提交的题为LASER WELDING COATED SUBSTRATES(激光焊接经涂覆的基材)的美国临时专利申请第62/675,089号的权益，其全部内容通过引用结合入本文并作为本申请的一部分。

背景

技术领域

本公开的一些实施方案涉及基材的激光焊接。本文的一些实例更具体地论述了在激光焊接中使用经涂覆的基材或膜。

虽然用于激光焊接的各种材料和技术是已知的，但是仍然需要改进的激光焊接，以及相关的材料、技术和所得的制品。结合操作的各种实例包括熔合结合，将富钠玻璃阳极结合到半导体，以及粘合剂结合。常规地，可利用有机胶类或无机玻璃料进行玻璃对玻璃的基材结合，例如板对板的密封技术。然而，在这些技术的开发中仍存在某些挑战。

发明内容

出于说明的目的，下文概括了某些示例性实施方式。实施方式不限于本文所述的具体的实施方案。实施方式可以包括几个新特征，其中没有单独一个特征是唯一负责其期望属性的或对实施方式必要的。

本公开的一些方面可涉及将多层膜激光结合到基材的方法。所述方法可包括在对第一波长的光透射的第一基材的第一表面上方形成膜。所述膜可包括反射第一波长的光的反射层和折射第一波长的光的折射层。所述方法可包括：使用穿过第一基材的激光辐射来照射膜的区域。激光辐射的波长分布在大致第一波长处可具有峰。第一波长可在约300nm至约5000nm之间。

本公开的一些方面涉及结合的结构，其可包括透射第一波长的光的第一材料。第一材料可具有第一端、第二端、以及在第一端与第二端之间测量的厚度。在位于第一材料的第二端附近的第一材料的区域内可分散有纳米颗粒。纳米颗粒可包括反射第一波长的光的材料的第一颗粒和折射第一波长的光的材料的第二颗粒。

附图简要说明

将参考以下附图详细论述某些实施方式，其中，相似的附图标记在整个附图中表示相似特征。提供这些附图是出于说明的目的，并且实施方式不限于附图中例示的具体的实施方案。

图1示出了可以用于结合的一种示例性光学结构的示意图。

图2A示出了具有多层膜的一种示例性光学结构。

图2B示出了对反射层的结合区域进行结合的激光辐射。

图2C示意性示出了膜108的部分在激光焊接成结合的结构之后可看到的样子。

图3A示出了如何可以在光学结构中设置第二基材的一个实例。

图3B示出了如何可在结合区域处使用激光辐射结合光学结构。

图3C示出了在沿着膜激光焊接光学结构之后，结合的结构的一个实例。

图3D示出了包括多层折射层的另一种示例性光学结构。

图3E示出了具有第二基材的图3D的一种示例性光学结构。

图4示出了将多层膜激光结合到基材的一种示例性方法。

图5示出了可用于测量膜的温度的示例性热成像装置。

图6示出了三种多层结构的计算的反射率谱。

图7示出了各种膜的测量的反射率。

图8示出了一些膜的计算的反射率。

图9示出了通过适当地选择膜，在某入射波长下的接近100％的经计算的吸收最大值。

图10A-10B示出了在激光结合之后的扩散颗粒。

具体实施方式

本公开一般涉及气密性阻挡层，更具体地，涉及用于密封固体结构的方法和组合物。基材对基材(例如，玻璃对玻璃)的结合技术可用于将工件或膜夹在相邻的基材之间，并且在一些情况中常提供一定程度的包封。

许多现代化装置得益于操作的气密性环境，并且其中许多是可使用电偏置的“有源”装置。气密性阻挡层可用于保护敏感性材料不被有害地暴露于各种各样的液体和气体。如本文所用的“气密性”可指完全或基本上密封的状态，虽然考虑了防止暴露于其他液体和气体，但是尤其对抗的是水或空气的逸出或进入。

显示器，例如需要透光性和光偏置的有机发光二极管(OLED)，是高要求的应用，在一些情况中，由于电子注入材料的使用，使用绝对气密性可以是有益的。其他结构，例如液体透镜结构，也可以得益于气密性环境。除此以外，这些材料可能在几秒内在大气中分解，因此相应的装置可长时间保持真空或惰性气氛。另外，由于要被包封的有机材料的高温敏感性，因此可在环境温度附近进行气密性密封。

玻璃对玻璃的结合技术可用于将工件或膜夹在相邻的基材之间，并且常提供一定程度的包封。现有的结合操作的各种实例包括熔合结合，将富钠玻璃阳极结合到半导体，以及粘合剂结合。常规地，利用有机胶类或无机玻璃料进行玻璃对玻璃的基材结合，例如板对板的密封技术。例如，专门设计了一些粘合剂来将玻璃结合到玻璃。虽然粘合剂易于施涂，但要形成不含气泡的接合部却极具有挑战性。对粘合剂进行图案化以完成结合线而不会从被结合的表面之间挤出并进入到相邻的通道中也具有挑战性。另外，在某些情况中，粘合剂可能对结合过程的其他零件有害。因此，使用气密性条件长期操作的系统的装置制造商常青睐基于无机金属、焊料或玻璃料的密封材料，因为有机胶类(聚合物或其他胶类)形成的屏障可透水和氧气的水平一般比无机选项的大好几个数量级。另一方面，虽然基于无机金属、焊料或玻璃料的密封剂可用于形成不可渗透的密封部，但是所得的密封界面由于金属阳离子组合物，因为气泡的形成而散射，以及分布的陶瓷相组分，因此其一般是不透明的。

可以使用基于玻璃料的密封剂，包括例如研磨到粒径通常在约2至150微米范围内的玻璃材料。对于玻璃料密封应用来说，通常将玻璃料材料与粒径相近的负热膨胀系数(CTE)材料混合，并且使用有机溶剂或粘结剂将得到的混合物掺混到糊料中。示例性的负CTE无机填料包括堇青石颗粒(例如Mg

为了使两个基材结合，可以通过旋涂或丝网印刷将玻璃料层施涂到一个或两个基材上的密封表面。经过玻璃料涂覆的基材初始可在相对较低的温度下经受有机物烧尽步骤(例如，在250℃下进行30分钟)，以去除有机载体。然后，沿着相应的密封表面，可对要结合的两个基材进行组装/匹配，并将该对基材放入晶片结合器中。在明确的温度和压力下可执行热压循环，由此熔化玻璃料以形成压紧的玻璃密封部。

除去某些含铅组合物外，玻璃料材料的玻璃化转变温度通常大于450℃，因此需要在高温下加工以形成阻挡层。这样的高温密封工艺对温度敏感型工件来说可能是不利的。

另外，为了减小通常的基材与玻璃料之间的热膨胀系数错配，使用负CTE无机填料，这些负CTE无机填料可被包含到结合接头中，并导致基于玻璃料的阻挡层基本上不透明。基于上述，可能期望在低温下形成透明且气密的玻璃-玻璃密封件、玻璃-金属密封件、玻璃-陶瓷密封件及其他密封件。

虽然可以使用基于玻璃料的层，但是其他材料也可以是有利的。例如，薄膜可以与一个或多个基材结合使用。可以有利的是产生多层膜，该多层膜可被调整到特定的(例如，选定的)波长(例如，用于激光焊接)。附加或替代性地，所述膜可有利地被构造成吸收可见和/或红外(例如，近红外(NIR))波长范围内的光。传统上，在使用可见或红外激光将膜结合到基材中出现了挑战。例如，激光的能量输出可能过低，在结合区域处得到的温度增益可能不够高，或者可能产生其他问题。然而，通常的可见和红外激光器更加便宜并且更易获得。因此，可以有利的是，使用可调整到吸收可见和/或红外波长的激光辐射的膜。

可使用的加热界面可以各种构造来应用。例如，在一些实施方案中，两个玻璃基材中的一个玻璃基材具有吸收性，而另一个玻璃基材具有透射性。在某些实施方案中，在两个透明玻璃基材之间可设置玻璃料层。附加或替代性地，可将吸收性薄膜放置在两个透明玻璃之间的界面处。在每种情况中，在焊接期间，可将基材保持压在一起。由于有时候可能难以找到在亚微粒厚度的焊接区域中，在给定波长下具有足够高吸收性的膜材料，因此在许多情况下，UV激光可用于激光焊接(LW)。许多材料在UV中具有高吸收性，或者它们是部分反射性材料，例如金属。然而，在金属的情况中，高反射性通常导致焊接中使用的激光能利用效率不高。

因此，在一些实施方案中，可以使用多层膜(例如，两层膜)。其中的一层可以是反射性的，而另一层可以是折射性的。这可形成抗反射(AR)功能，其可将入射的激光能定位在界面驻波中，从而使表面上的吸收效率高。该AR功能可增强甚至是弱吸收的膜材料的吸收性，从而使激光波长的选择更多地基于降低制造成本而非成败可行性。在一些情况下，可以使用附加的层。

调整界面吸收LW波长可通过针对特定且可能更划算的激光波长来提高(例如，优化)膜性质，而有助于提高入射激光能量的有效利用和/或改善激光焊接过程的经济性。IR或近IR激光器一般比UV或可见激光器更便宜。因此，通过将膜的吸收调整到接近更划算的IR或近IR激光波长区域来提供切合实际的膜选择的方法可以是有益的。然而，许多膜在1-2um厚度下具有有限的吸收。虽然在这种情况中可使用部分吸收性金属涂料，但是膜仍可能具有显著的反射率(例如，至少40-50％)，使得焊接过程不那么有效，或者甚至效率低下。另外，在这种情况中反射的能量可被焊接装置的零件吸收，由此损坏装置。

可以使用反射膜(例如金属和/或薄膜电介质)的组合——它们可以一起提供抗反射性质。至少两个膜的组合可在期望波长处将吸收调整到最大值。另外，激光焊接过程可将金属薄膜转换成纳米级小滴，其可以低于米氏(Mie)散射阈值。该过程可产生包含分散在电介质和/或基材元素空间分布中的小滴的透明焊接部。如果将涂层选择性地置于焊接区，则在焊接过程后，整个封装件可具有透射性。

本文所述的过程可允许实现膜对激光的可调吸收特性。另外，所述过程可有效地增强甚至是弱吸收的膜材料的吸收，与此同时还保护了激光器零件。还可实现界面性质(尤其是就传导性、熔化/扩散特性及其他性质而言)的高度灵活性。另外，这些过程可使大范围的膜材料可用于激光焊接。

转到附图，现将论述一些示例性特征和优点。图1示出了可以用于结合(例如，气密性密封)的一种示例性光学结构100的示意图。光学结构100可包括第一基材104和膜108。第一基材104可包括光学透射性材料。例如，可以使用玻璃、陶瓷、玻璃陶瓷和/或任何其他光学透射性材料。第一材料或基材104可以具有足够的透射性(例如，至少对于激光所用的光波长或者用于进行结合的光能而言)，以使得有足够量的激光120可行进通过第一材料或基材104，并且到达膜108以进行结合，如本文所述。第一材料或基材104的透射的程度可取决于所用的激光或光能。例如，在一些情况中，如果使用较多的光能，则可以使用透射性较小的第一材料或基材104，而透射性较大的第一材料或基材104能够使用较小的光能来进行结合。在一些情况中，将大量的光能与透射性相对较低的第一材料或基材104一起使用可损坏第一材料或基材104。因此，透射的量可取决于用于第一基材104的材料的性质(例如，强度、熔点等)。例如，第一材料或基材104的透射率可为约95％、约90％、约80％、约70％、约60％、约50％、约40％、约30％、约25％、约20％或更小(例如，至少对于用于结合的光120的波长而言)，或者其中的任何范围或数值，但是在一些实施方案中也可使用其他数值。

在本文所述的某些条件下，合适的玻璃基材在密封期间可表现出显著的诱导吸收。在一些实施方案中，第一基材104可以是透明玻璃板，例如康宁股份有限公司(CorningIncorporated)以Eagle

如本文所述，膜108可包括一个或多个层。膜108可被构造用于增加光学结构100的能量的吸收，例如，来自激光辐射的能量。膜108可被涂覆或以其他方式形成于第一基材104上方。例如，可在真空下在第一基材104上沉积膜108。在一些设计中，膜108被粘附到第一基材104上。膜108可包括低熔点玻璃(LMG)或紫外吸收(UVA)膜材料或NIR吸收(IRA)膜材料。膜108可包括无机材料(例如金属)，并且可被称为无机膜。

采用本公开的实施方案，通过示例性的低熔点膜或者在入射波长下吸收/熔化的另一种膜，可实现牢固的、气密性透明结合。虽然结合气密性结合或密封公开了各个实施方式，但是在一些情况中，所述结合不是气密性密封的。对于低熔点玻璃的吸收事件，对玻璃-LMG/UVA-玻璃结构进行激光照射并且每单元面积有足够高的功率可在溅射的薄膜LMG/UVA界面中引发吸收，包括熔化。LMG/UVA膜的熔点可以为但不限于约450℃，但是界面温度可以更高。

至此，已经描述了低功率激光焊接过程，其依赖于低熔点玻璃界面膜的吸收，并且由于其是低温结合形成(例如，在一些情况中，在熔化温度的一半下形成)以及对接触和压力条件的要求，因此，可归因于扩散焊接。如上所述，对于将玻璃片激光焊接在一起并形成牢固的结合，产生了多种显著的效果，例如，在入射激光波长下吸收的低熔点玻璃膜，在玻璃基材中形成的激光诱导的色心，以及在基材中的热诱导吸收有效地加快了温度升高。

在一些实施方案中，膜108包括无机膜，其在约193nm至5000nm、约420nm至780nm的波长下具有透射性，或者在一些实施方案中，在约300nm至约1000nm之间的波长下具有透射性。无机膜在选定波长下的吸收度可以超过10％。无机膜的组成可以是，但不限于SnO2、ZnO、TiO

在一些实施方案中，膜108的厚度可在约10nm至100微米之间。在一些实施方案中，第一基材104和/或膜108可包括碱土金属硼铝硅酸盐玻璃、热强化玻璃、化学强化玻璃、硼硅酸盐玻璃、碱金属铝硅酸盐玻璃、钠钙玻璃及其组合。在其他实施方案中，在结合步骤之前和/或之后，无机膜、第一基材或第二基材在选定波长下的光学透明度可以在以下范围内：大于80％、在80％至90％之间、大于85％、或大于90％。

图2A示出了具有多层膜108的一种示例性光学结构100。如图所示，膜108可具有折射层112和反射层116。膜108的厚度可以小于10微米。在一些实施方案中，所述厚度小于5微米，小于3微米，小于1微米，小于0.5微米，或在这些数值中的任何数值之间，或者落在由这些数值中的任何数值形成的范围内。膜108可以被构造成在特定波长下比单独的反射层116吸收更大比例的激光辐射。

反射层116可包括一种或多种材料。例如，反射层116可包括被构造用于反射特定波长的光的任何材料。例如，可以使用SnO

反射层116可被构造用于反射特定波长的光。例如，膜108的组合物可以被构造成相对于单独的反射层116，减少反射特定波长的激光辐射。反射层116可具有各种厚度。例如，反射层116的厚度可以是10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、75nm、100nm、125nm、150nm、175nm、200nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1000nm，或者在这些数值以内的任何厚度，或者落在由这些数值形成的任何范围内。在一些实施方案中，所述厚度可以小于微米，但是在一些情况中也可采用其他尺寸。

反射层112可以被构造成相对于仅由反射层116组成的膜，改进膜108的各种特性。例如，在特定波长下，折射层的折射率可大于1.2。在某些实施方案中，折射率可以大于1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9或2.0。折射层112可在其中包括多种材料和/或多种相关的不同折射率，如本文所述。每种材料可以具有本文公开的折射率。折射层112的厚度可以是10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、75nm、100nm、125nm、150nm、175nm、200nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1000nm，或者在这些数值以内的任何厚度，或者落在由这些数值形成的任何范围内。在一些实施方案中，所述厚度可以小于微米。

作为折射层112和反射层116的组合，膜108可被构造成吸收超过50％，超过60％，超过70％，超过75％，超过80％，超过85％，超过90％，超过95％的特定波长的激光辐射，并且在一些实施方案中，吸收超过99％的特定波长的激光辐射。在一些实施方案中，膜108可被构造成反射小于50％，小于40％，小于30％，小于25％，小于20％，小于15％，小于10％，小于5％的特定波长的激光辐射，并且在一些实施方案中，反射小于1％的特定波长的激光辐射。

可针对激光辐射的特定波长来调整折射层112和反射层116的特征的组合(例如，宽度、材料等)。膜108可以被构造成因为特定波长的激光辐射导致的温度升高速率相对于由单独的反射层116可获得的速率大于50％。本文所述的方法可用于制备吸收性膜堆叠体以用于更有效的激光焊接过程。由于包括金属在内的一些材料根据光学标准具有相对较低的反射率(例如，在约50％至约70％之间)，因此这可导致实际浪费约50％-70％的入射激光能。另外，如上所述，由于吸收性，因此被反射的激光可损坏焊接区周围的敏感性材料。在无机材料层(例如金属)的顶部上的一个或多个附加层可用于减少反射和/或增加吸收。

继续参考图2A，在第一基材104与反射层116之间可设置折射层112。其他变化形式也是可行的。折射层112可用作抗反射(AR)涂层。

图2B示出了对反射层116的结合区域124进行结合的激光辐射120。激光辐射120可被构造成在穿过折射层112和/或入射在反射层106之前，先穿过第一基材104。结合区域124的直径(例如，垂直于激光辐射120的光轴测量的宽度)可以为10微米、20微米、30微米、40微米、50微米、60微米、70微米、80微米、90微米、100微米、150微米、200微米、300微米、400微米、500微米、750微米、1000微米，其间的任何数值，或者落在这些数值中的任何数值之间的任何范围内。

激光辐射120可来自具有脉冲宽度或连续波发射的激光。在合适的实施方案中，脉冲宽度可以为1至40纳秒，并且/或者激光的重复频率可以为至少1kHz。结合区域124可以沿着任何轴在整个光学结构100中平移。可以平移光学结构100和/或激光。由激光辐射形成的结合区域124可以约1mm/s至约1000mm/s的速度平移。在一些实施方案中，该速度不超过结合区域124的直径(例如宽度)和激光辐射的重复频率的乘积。所述结合可产生结合线，其宽度在约20μm至约1000μm之间，或者其中的任何数值或范围。

结合的结构150的得到的结合区域124可以对一个或多个波长透明。图2C示意性示出了膜108的部分在激光焊接成结合的结构150之后可看到的样子。结合的结构150的所得的分散颗粒140可以是透明的。可得到材料得到改性的区域。该区域可包括散布在界面内的多个元素或颗粒。该区域可以包括可以由膜的折射层112产生的具有折射颗粒144的第一区域和/或可以由反射层116产生的具有反射颗粒148的第二区域。具有折射颗粒144的区域可包括其他颗粒(例如，反射颗粒148)，但是这些颗粒的浓度或数目可以低于折射颗粒144的对应浓度或数目。附加或替代性地，具有反射颗粒148的区域可包括其他颗粒(例如，折射颗粒144)，但是这些颗粒的浓度或数目可以低于反射颗粒148的对应浓度或数目。折射颗粒144一般可以被设置在第一基材104与反射颗粒148之间。折射颗粒144和/或反射颗粒148中的一者或两者的属性可以被下方的折射层112和/或反射层116共有，如本文所述。在一些情况中，即使第一(例如，反射)颗粒148的材料类型确实在整体上反射光，也可以设置反射颗粒148(有时也可被称为第一颗粒)的尺寸(例如，足够地小)，以使得它们不反射光。在一些情况中，即使第二(例如，折射)颗粒144的材料类型确实在整体上折射光，也可以设置折射颗粒144(有时也可被称为第二颗粒)的尺寸(例如，足够地小)，以使得它们不折射光。

在一些实施方案中，可以包括第二基材128。例如，一些光学元件可以得益于两个基材(例如，玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷)之间的透明结合。图3A示出了如何可以在光学结构100中设置第二基材128的一个实例。第二基材128可以被设置在反射层116上和/或与之毗邻。在一些实施方案中，第二基材128是第一基材104，而第一基材104是第二基材128(例如，可以颠倒基材的位置)。反射层116可以粘附和/或形成(例如，沉积)在第二基材128上。第二基材128可以是与第一基材104相同的玻璃材料，并且/或者第二基材128可以是不透明基材，例如但不限于陶瓷基材或金属基材。第一基材104可以是陶瓷、ITO、金属或其他材料基材，其可以是图案化的或连续的。第二基材128可以是与基材104相同的材料，或者其可以是不同的材料。第二材料或基材128可以是透射性的(例如，类似于第一材料或基材104)，或者在一些实施方案中是不透明的。

第二基材128可包括玻璃、陶瓷、玻璃陶瓷、金属或一些其他基材。图3B示出了如何可在结合区域124处使用激光辐射120来结合光学结构100。图3C示出了在沿着膜108激光焊接光学结构100之后的一种示例性结合的结构150。所得的分散颗粒140可以被设置在第一基材104与第二基材128之间。反射颗粒148一般可以比折射颗粒144更靠近第二基材128。附加或替代性地，折射颗粒144一般可以被设置在第一基材104与反射颗粒148之间。在一些实施方式中，可省略反射层116，并且第二基材128可以是反射材料。反射层116可以是与第二基材128相同的材料，在一些情况中，它们可以整体形成。分散的颗粒140可迁移到周围的材料中。具有分散颗粒140的区域的厚度可以比膜108的厚度大，例如，比膜108的厚度大大约5％、约10％、约15％、约20％、约25％、约30％、约35％、约40％、约50％、约60％、约70％、约80％、约90％、约100％(例如，两倍厚)、约120％、约140％、约160％、约180％、约200％，或者更大，或者其间的任何数值或范围，但是其他构造也是可行的。具有分散颗粒140的区域的厚度可以是第一材料104和/或第二材料128的厚度的约1％、约2％、约3％、约4％、约5％、约6％、约7％、约8％、约9％、约10％、约12％、约15％、约20％、约25％、约30％、约40％、约50％或更大，或者其中的任何范围或数值。具有分散颗粒140的区域的厚度可以是约20nm、约40nm、约60nm、约80nm、约100nm、约125nm、约150nm、约175nm、约200nm、约300nm、约400nm、约500nm、约600nm、约700nm、约800nm、约900nm、约1微米、约1.25微米、约1.5微米、约1.75微米、约2微米、约2.5微米、约3微米、约4微米、约5微米、约7微米、约10微米、约15微米、约20微米、约25微米、约30微米、约40微米、约50微米，或者更大，或者其中的任何数值或范围，但是其他构造也是可行的。具有分散颗粒140的区域可以在更靠近第二材料128和/或更靠近膜108的第一材料104的一端附近。具有分散颗粒140的区域可以在更靠近第一材料104和/或更靠近膜108的第二材料128的一端附近。分散颗粒可延伸到第一材料104中一定距离，该距离例如可取决于所施加的能量和材料的类型。因此，在第一材料104和/或第二材料128的对应端部附近的区域的尺寸可取决于所用的材料和施加的能量的量或类型。

图3D示出了包括多层折射层112的另一种示例性光学结构100。所示的折射层112包括第一折射层112a和第二折射层112b。折射层112a、112b可被构造用于增加激光辐射的吸收和/或使其最大化，以及/或者减小激光辐射的反射和/或使其最小化。在特定波长下，第一折射层112a比第二折射层112b可以具有更高的折射率。因此，第一折射层112a可以具有更高的折射率，而第二折射层112b可以具有更低的折射率。在一些实施方案中，在折射层112中的附加层(例如，超过两层)是可行的，其可以在高折射率材料与低折射率材料之间交替。

使用折射层112a、112b的各个方面(例如，宽度、材料等)可以调整激光反射。例如，可调整高折射率膜和低折射率膜的各自的厚度。这可得到更高的局部吸收，其可以包括反射率谱最小值。可在可见NIR波长区域内调整吸收率。图3E示出了具有第二基材128的图3D的一种示例性光学结构100。

图4示出了将多层膜激光结合到基材的一种示例性方法200。在框204处，所述方法可包括：提供第一基材。在框208处，所述方法200包括：在第一基材上形成膜。在第一基材的第一表面上形成膜可包括：在真空下沉积至少一部分的膜。例如，可以使用化学气相沉积或任何其他类型的真空沉积。所述膜可形成到小于10微米的厚度或者本文所述的任何其他厚度。所述膜可包括多个层。例如，如本文所述，所述膜可包括反射层和/或折射层。其中的一个或两个层可由单独的各层组成。例如，折射层可由多个折射层制成。每层可具有不同的折射率并且/或者包括不同的材料。

在框212处，方法200可包括：加热膜的区域(例如，使用激光辐射加热)。激光辐射可以由激光器发射，并且输出能量小于约25W，小于约20W，小于约15W，小于约12W，小于约10W，或者其间的任何数值，或者由其限制的任何范围。使用激光辐射加热膜的区域可以包括：将激光聚焦到膜的区域上。激光可以是连续激光或脉冲激光，例如，处于大于或等于1kHz的频率。每个脉冲的宽度可以在约1ns至40ns之间，或者其间的任何数值。方法200还可以包括在使用激光辐射加热膜的区域的同时，在第一基材与膜之间施加压力。激光辐射可以具有波长分布，并且在100nm、200nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1000nm、2000nm、3000nm、4000nm、5000nm、其间的任何数值处具有峰，或者峰处于由其中的任何数值形成的范围内。所述方法可包括：使由激光加热的膜的区域以约1mm/s至1000mm/s的速率或其间的任何速率向前行进。

如图5示意性所示的热成像设置300可用于在例如稳态暴露于扫描激光束期间，测量附接于第一基材104(例如玻璃)的膜108的温度。热成像设置300的激光辐射可沿着第一输入光束304或第二输入光束308投射，因为如本文所述，用于本文所述的方法和/或光学结构的激光辐射可以沿着一个或多个轴并且/或者从一个或多个来源位置投射。使用630nm激光以及松散聚焦的500mW激光。来自热成像相机312的结果提供了以下样品加热统计数据：当激光使仅涂覆有Cr膜的样品侧暴露时，表面温度升高36℃，但是当样品由相同的激光束从被CrON和Cr涂覆的侧暴露时，温度升高67℃。基于图8所示的吸光度数据，加热差异预计为约1.75。测得的温度升高差异为约1.81。

图6示出了三种多层结构的计算的反射率谱。第一种结构是在BK-7玻璃基材上有200nm厚的Cr膜。第二种结构是在BK-7玻璃基材上的200nm厚的Cr膜并具有60nm厚的高折射率CrON膜，其在630nm处的折射率(RI)为约2.1。第三种结构由三个膜组成：200nm Cr层、70nm TiO

图7示出了单独的反射层(Cr)、第一多层膜(Cr-TiO2热成像设置300nm SiO2)和第二多层膜(Cr+CrON 60nm)的测得的反射率。如图所示，多层膜在可见和/或NIR谱中具有反射率最小值。为了测试数值，将膜暴露于355nm激光和810nm激光。Cr层的激光迹线显示出如在图10A和10B中可见到的熔化，其可受到焊斑尺寸差异(355nm激光为约150微米，810nm激光为250微米)和激光功率差异(对于355nm和810nm的激光分别为5W和11W)的影响。

可以使用各种涂层。例如，在被Cr(例如200nm)或Ti/Cu/Ti膜涂覆的BK-7基材上可沉积CrON膜。这些膜在可见和UV至NIR波长范围内具有通常的接近约50％的反射率。增加高折射率电介质膜，例如CrON可大大减小可见和NIR波长范围内的反射率，但在350nm UV区域内可能适度地变化。结果，从成本效益角度看，将355nm激光用于焊接过程可能不是优选的解决方案，而利用可见或NIR激光的经济性可以使其成为优选的解决方案。

图8示出了一些膜108的计算的反射率，但是其他也是可行的。示出了单层膜(Cr)的计算的吸收曲线和多层(Cr+AR涂层)的吸收曲线。如图所示，在目标波长(例如，在可见或近红外范围内)下的接近100％吸收的吸收率是可能的。例如，使用810nm入射波长连同适当的膜选择获得了接近100％的吸收最大值，如图9所示。

图10A-10B示出了在激光结合之后的扩散颗粒404。图10A示出了用810nm激光的在Cr/CrON上的激光迹线。图10B示出了用355nm激光的相同膜上的激光迹线。适当的焊接可以将原始金属膜转换成在整个玻璃化焊接区内分布的纳米颗粒。这些纳米颗粒足够得小，从而得到透明焊接部。基于此，如果用金属膜仅选择性地涂覆焊接区，则所得的适当焊接部可以是透明的。

下文提供了各个实施方案作为实施例。

在第1个实施例中，一种将多层膜激光结合到基材的方法包括：在对第一波长的光透射的第一基材的第一表面上方形成膜，其中，所述膜包括：对第一波长的光反射的反射层；以及对第一波长的光折射的折射层；以及使用穿过第一基材的激光辐射照射膜的区域，其中，激光辐射的波长分布在约第一波长处具有峰；其中，第一波长在约300nm至约5000nm之间。

在第2个实施例中是如实施例1所述的方法，其中，第一基材包括玻璃或陶瓷。

在第3个实施例中是如实施例1至2中任一个实施例所述的方法，其中，第一基材包括二氧化硅或BK-7玻璃。

在第4个实施例中是如实施例1至3中任一个实施例所述的方法，其中，在第一基材的第一表面上形成膜包括：在真空下沉积至少一部分的膜。

在第5个实施例中是如实施例1至4中任一个实施例所述的方法，其中，所述膜的厚度小于10微米。

在第6个实施例中是如实施例1至5中任一个实施例所述的方法，其中，反射层的厚度小于1微米。

在第7个实施例中是如实施例1至6中任一个实施例所述的方法，其中，折射层的厚度小于1微米。

在第8个实施例中是如实施例1至7中任一个实施例所述的方法，其中，在第一波长下，所述膜相比于单独的反射层吸收更大比例的激光辐射。

在第9个实施例中是如实施例1至8中任一个实施例所述的方法，其中，反射层包括选自基本上由以下组成的组的材料：SnO

在第10个实施例中是如实施例1至9中任一个实施例所述的方法，其中，相对于单独的反射层，折射层与反射层组合减小了第一波长的激光辐射的反射。

在第11个实施例中是如实施例1至10中任一个实施例所述的方法，其中，在第一波长下，折射层的折射率大于1.2。

在第12个实施例中是如实施例1至11中任一个实施例所述的方法，其中，所述膜吸收超过60％的第一波长的激光辐射。

在第13个实施例中是如实施例1至12中任一个实施例所述的方法，其中，所述膜反射小于30％的第一波长的激光辐射。

在第14个实施例中是如实施例1至13中任一个实施例所述的方法，其中，所述膜吸收超过90％的第一波长的激光辐射。

在第15个实施例中是如实施例1至14中任一个实施例所述的方法，其中，由第一波长的激光辐射造成的所述膜的温度升高率相对于单独的反射层大于50％。

在第16个实施例中是如实施例1至15中任一个实施例所述的方法，其中，激光辐射由输出功率小于15W的激光器发射。

在第17个实施例中是如实施例1至16中任一个实施例所述的方法，其中，被激光辐射照射的膜的区域的宽度小于1mm。

在第18个实施例中是如实施例1至17中任一个实施例所述的方法，其中，使用激光辐射照射膜的区域包括：将激光聚焦到膜的区域上。

在第19个实施例中是如实施例1至18中任一个实施例所述的方法，使用激光辐射照射膜的区域包括：以大于或等于1kHz的频率进行激光的脉冲。

在第20个实施例中是如实施例1至19中任一个实施例所述的方法，使用激光辐射照射膜的区域包括：进行激光的脉冲，每个脉冲具有约1ns至40ns的宽度。

在第21个实施例中是如实施例1至20中任一个实施例所述的方法，其中，折射层包括第一层和第二层。

在第22个实施例中是如实施例21所述的方法，其中，在第一波长下，第一层比第二层具有更高的折射率。

在第23个实施例中是如实施例21至22中任一个实施例所述的方法，其中，折射层的第一层被设置在反射层与折射层的第二层之间。

在第24个实施例中是如实施例21至23中任一个实施例所述的方法，其中，折射层的第一层的厚度大于折射层的第二层的厚度。

在第25个实施例中是如实施例21至24中任一个实施例所述的方法，其中，折射层的第一层的厚度小于500nm。

在第26个实施例中是如实施例21至25中任一个实施例所述的方法，其中，折射层的第二层的厚度小于1微米。

在第27个实施例中是如实施例1至26中任一个实施例所述的方法，其中，所述膜的反射层被设置在第一基材与膜的折射层之间。

在第28个实施例中是如实施例1至27中任一个实施例所述的方法，其还包括：提供第二基材。

在第29个实施例中是如实施例28所述的方法，其中，第二基材包括陶瓷、玻璃或金属。

在第30个实施例中是如实施例28至29中任一个实施例所述的方法，其中，第二基材反射第一波长的光。

在第31个实施例中是如实施例28至29中任一个实施例所述的方法，其中，第二基材吸收第一波长的光。

在第32个实施例中是如实施例28至29中任一个实施例所述的方法，其中，第二基材透射第一波长的光。

在第33个实施例中是如实施例28至32中任一个实施例所述的方法，其中，所述膜被设置在第一基材与第二基材之间。

在第34个实施例中是如实施例28至33中任一个实施例所述的方法，其中，第一基材的厚度不同于第二基材的厚度。

在第35个实施例中是如实施例28至34中任一个实施例所述的方法，其中，第一基材的厚度大于第二基材的厚度。

在第36个实施例中是如实施例1至35中任一个实施例所述的方法，其中，所述膜包括玻璃料的层。

在第37个实施例中是如实施例1至36中任一个实施例所述的方法，其还包括：在使用激光辐射照射膜的区域的同时，在第一基材与膜之间施加压力。

在第38个实施例中是如实施例1至37中任一个实施例所述的方法，其中，第一波长在近红外光范围内。

在第39个实施例中是如实施例1至37中任一个实施例所述的方法，其中，第一波长在约420nm至780nm之间。

在第40个实施例中是如实施例1至37中任一个实施例所述的方法，其中，第一波长在约780nm至5000nm之间。

在第41个实施例中是如实施例1至40中任一个实施例所述的方法，其还包括使被激光照射的膜的区域以约1mm/s至1000mm/s的速率前进。

在第42个实施例中是如实施例1至41中任一个实施例所述的方法，其中，所述膜包括电介质。

在第43个实施例中是如实施例1至42中任一个实施例所述的方法，其中，使用激光辐射照射膜的区域包括：使用连续波发射。

在第44个实施例中是如实施例1至43中任一个实施例所述的方法，其中，使用激光辐射照射膜的区域包括：使反射层的反射率减小至少5％。

在第45个实施例中是一种结合的结构，其通过实施例1至44中任一个实施例所述的方法形成。

在第46个实施例中，一种结合的结构包括：透射第一波长的光的第一材料，其中，第一材料具有第一端、第二端以及在第一端和第二端之间测量的厚度；以及分散在第一材料的第二端附近的第一材料的区域内的纳米颗粒，所述纳米颗粒包括：反射第一波长的光的材料的第一颗粒(例如，由反射层产生的第一颗粒)；以及折射第一波长的光的材料的第二颗粒(例如，由折射层产生的第二颗粒)。

在第47个实施例中是如实施例46所述的结合的结构，其中，在第二端附近的第一材料的区域被设置在距离第二端不超过第一材料厚度的5％。

在第48个实施例中是如实施例46至47中任一个实施例所述的结合的结构，其中，第一材料包括玻璃或陶瓷。

在第49个实施例中是如实施例46至48中任一个实施例所述的结合的结构，其中，第一材料包括二氧化硅或BK-7玻璃。

在第50个实施例中是如实施例46至49中任一个实施例所述的结合的结构，其中，第一(例如反射)颗粒包括选自基本上由以下组成的组的颗粒：SnO

在第51个实施例中是如实施例46至50中任一个实施例所述的结合的结构，其中，在第一波长下，第二(例如折射)颗粒的折射率大于1.2。

在第52个实施例中是如实施例46至51中任一个实施例所述的结合的结构，其中，纳米颗粒包括另一种材料的附加颗粒，其折射第一波长的光。

在第53个实施例中是如实施例52所述的结合的结构，其中，在第一波长下，第二颗粒的折射率高于附加颗粒的折射率。

在第54个实施例中是如实施例52至53中任一个实施例所述的结合的结构，其中，第二颗粒(例如折射层的第二颗粒)被设置在第一(例如反射)颗粒与附加颗粒之间。

在第55个实施例中是如实施例46至54中任一个实施例所述的结合的结构，其中，第一(例如反射)颗粒一般比第二(例如折射)颗粒距离第一端更远。

在第56个实施例中是如实施例46至55中任一个实施例所述的结合的结构，其还包括第二材料。

在第57个实施例中是如实施例56所述的结合的结构，其中，第二材料包括陶瓷、玻璃或金属。

在第58个实施例中是如实施例56至57中任一个实施例所述的结合的结构，其中，第二材料反射第一波长的光(例如，第二颗粒并且第二材料可由相同材料制成)。

在第59个实施例中是如实施例56至58中任一个实施例所述的结合的结构，其中，第二材料吸收第一波长的光。

在第60个实施例中是如实施例56至59中任一个实施例所述的结合的结构，其中，第二材料透射第一波长的光。

在第61个实施例中是如实施例56至60中任一个实施例所述的结合的结构，其中，纳米颗粒一般被设置在第一材料与第二材料之间。

在第62个实施例中是如实施例56至61中任一个实施例所述的结合的结构，其中，第一材料的厚度不同于第二材料的厚度。

在第63个实施例中是如实施例56至62中任一个实施例所述的结合的结构，其中，第一材料的厚度大于第二材料的厚度。

在第64个实施例中是如实施例56至63中任一个实施例所述的结合的结构，其还包括玻璃料的层。

在第65个实施例中是如实施例56至64中任一个实施例所述的结合的结构，其中，第一材料结合到第二材料。

在第66个实施例中是如实施例46至65中任一个实施例所述的结合的结构，其中，第一波长在近红外光范围内。

在第67个实施例中是如实施例46至65中任一个实施例所述的结合的结构，其中，第一波长在约420nm至780nm之间。

在第68个实施例中是如实施例46至65中任一个实施例所述的结合的结构，其中，第一波长在约780nm至5000nm之间。

在第69个实施例中是如实施例46至68中任一个实施例所述的结合的结构，其中，纳米颗粒包括电介质的颗粒。

在第70个实施例中是如实施例46至69中任一个实施例所述的结合的结构，其中，结合的结构在分散有纳米颗粒的部分中基本上是透明的。

在第71个实施例中是如实施例46至70中任一个实施例所述的结合的结构，其中，第一(例如，光学透射性)材料的区域包括：第一区域和第二区域，所述第一区域的第一(例如反射)颗粒的数目与第二(例如折射)颗粒的数目的比值大于1；所述第二区域的第二(例如折射)颗粒的数目与第一(例如反射)颗粒的数目的比值大于1。在一些情况中，第一区域可以更靠近第一材料的第二端，并且/或者第二区域可以更靠近第一材料的第一端。

在上文提供的公开内容中，结合具体的示例性实施方案描述了用于控制透镜的设备、系统和方法。但应理解，实施方案的原理和优点可用于任何其他可应用的系统、设备或方法。虽然一些公开的实施方案可参考模拟电路、数字电路或混合电路来描述，但是在不同的实施方案中，本文论述的原理和优点可针对模拟电路、数字电路或混合电路的不同零件来实施。

本文所述的原理和优点可在各种设备中实施。这些设备的实例可包括但不限于消费电子产品、消费电子产品的零件、电子测试设备等。本文所述的原理和优点涉及透镜。具有透镜的示例性产品包括移动电话(例如智能手机)，医疗监控装置，车辆电子器件系统，例如汽车用电子器件系统，网络摄像头，电视，电脑监视器，电脑，手持式电脑，平板电脑，笔记本电脑，个人数字助理(PDA)，冰箱，DVD播放器，CD播放器，数字视频录像机(DVR)，摄录像机，照相机，数码相机，复印机，传真机，扫描仪，多功能外围设备，手表，钟等。另外，设备可包括非成品。

在一些实施方案中，本文所述的方法、技术、微处理器和/或控制器由一个或多个专用计算装置实施。专用计算装置可以进行硬连线以执行这些技术，或者可以包括数字电子装置，例如，一个或多个经过永久编程以执行这些技术的专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)，或者可以包括一个或多个通用硬件处理器，其可进行编程以根据固件、存储器、其他储存装置或组合中的程序指令来执行这些技术。指令可以驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或任何其他形式的非瞬时计算机可读存储介质中。这些专用计算装置还可以将定制的硬连线逻辑、ASIC或FPGA与定制的编程组合来实现这些技术。专用计算装置可以是台式计算机系统，服务器计算机系统，便携式计算机系统，手持式装置，网络装置或结合硬连线和/或程序逻辑以执行这些技术的任何其他装置或装置组合。

本文所述的处理器和/或控制器可以通过操作系统软件进行协调，所述操作系统软件例如iOS，Android(安卓)，Chrome OS，Windows XP，Windows Vista，Windows 7，Windows 8，Windows Server，Windows CE，Unix，Linux，SunOS，Solaris，iOS，Blackberry(黑莓)OS，VxWorks或其他兼容的操作系统。在其他实施方案中，计算装置可以由专有操作系统控制。常规操作系统控制并调度计算机进程，以执行、实施存储器管理，提供文件系统、网络化、I/O服务，以及提供用户界面功能，例如图形用户界面(“GUI”)等。

本文所述的处理器和/或控制器可以使用定制的硬连线逻辑，一个或多个ASIC或FPGA，固件和/或程序逻辑(其使微处理器和/或控制器成为专用机器)来实现本文所述的技术。根据一个实施方案，本文公开的技术的部分通过响应于执行包含在存储器中的一个或多个序列指令，由处理器(例如，微处理器)和/或其他控制器元件来执行。可以从诸如储存装置之类的另一储存介质将这些指令读取到存储器中。执行存储器中包含的指令序列使处理器或控制器执行本文所述的过程步骤。在替代性实施方案中，可以使用硬连线电路代替软件指令或与软件指令结合使用。

另外，结合本文公开的实施方案描述的各种说明性逻辑块和模块可以由机器来实施或执行，所述机器例如处理器装置、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑装置，分立门或晶体管逻辑、分立硬件部件或旨在执行本文所述功能的其任何组合。处理器装置可以是微处理器，但在替代性方案中，处理器装置可以是控制器、微控制器或状态机、其组合等。处理器装置可包括被配置为处理计算机可执行指令的电路。在另一个实施方式中，处理器装置包括执行逻辑运算而不处理计算机可执行指令的FPGA或其他可编程装置。处理器装置还可以作为计算装置的组合来实现，例如，DSP和微处理器的组合，多个微处理器，与DSP内核结合的一个或多个微处理器，或任何其他这样的配置。尽管本文主要针对数字技术进行了描述，但是处理器装置还可以主要包括模拟部件。例如，本文所述的一些或全部渲染技术可以在模拟电路或混合的模拟和数字电路中实现。

除非上下文另有明确说明，在本说明书和权利要求书中，术语“包括”、“包含”、“含有”、“涵盖”等应被认为是包括性含义，而不是排他性或穷举性含义，也就是说，其含义是“包括但不限于”。如本文一般所用的词语“联接”或“连接”是指两个或更多个要素可直接连接或通过一个或多个中间要素连接。另外，当在本申请中使用时，术语“本文”、“上文”、“下文”以及类似含义的词语应整体上指本申请，而不是本申请的任何特定部分。在上下文允许的情况下，在具体实施方式中的使用单数或复数形式的用词还可分别包括其复数或单数数量。涉及两个或更多个条目的罗列的词语“或”旨在涵盖该词语的以下所有解释：罗列的任何条目，罗列的所有条目，以及罗列的条目的任何组合。本文提供的所有数值旨在包括近似值(例如，在测量误差的范围内)。

尽管本公开包含了某些实施方案和实施例，但是本领域技术人员应理解，保护范围超出了具体公开的实施方案并扩展到其他替代性实施方案和/或用途以及其显而易见的修改和等同形式。此外，虽然已经详细示出和描述了实施方案的几种变化形式，但是基于本公开，其他修改对于本领域技术人员应是显而易见的。还设想了可以对实施方案的具体特征和方面进行各种组合或子项组合，并且它们仍然落入本公开的范围内。应理解，所公开的实施方案的各个特征和方面可彼此组合，或相互替代以形成实施方案的变化模式。本文公开的任何方法无需以所述顺序来进行。因此，保护范围不应受到上文所述的特定实施方案的限制。

除非另外明确说明或在所使用的上下文中以其他方式理解，否则条件性语言，例如“可以”，“可”，“可能”或“可以是”通常旨在传达某些实施方案包括某些特征、要素和/或步骤，而其他实施方案不包括某些特征、要素和/或步骤。因此，这样的条件性语言通常一般不旨在暗示特征、要素和/或步骤对于一个或多个实施方案来说无论如何都是必需的，或者暗示一个或多个实施方案必然包括用于在有或无用户输入或提示的情况下决定在任何具体的实施方案中是否包含或者要实施这些特征、要素和/或步骤的逻辑。本文使用的任何标题仅是为了方便读者，并不意味着限制范围。

另外，虽然本文所述的装置、系统和方法可以易于得到各种修改和替代形式，但是在附图中示出并在本文中详细描述了具体的实例。但是应当理解，本发明不限于所公开的特定形式或方法，相反，本发明应涵盖落入所述的各个实施方案的精神和范围内的所有变化、等同形式和替代形式。此外，本文中结合实施方案或实施方式的任何特定特征、方面、方法、性质、特性、品质、属性、要素等的公开内容可用于本文阐述的所有其他实施方案或实施方式。本文公开的任何方法无需以所述顺序来进行。本文公开的方法可以包括从业者采取的某些动作；但是，所述方法还可以包括这些动作的任何第三方说明，无论是明示还是暗示的。

本文公开的范围还涵盖任何和所有的重叠、子范围及其组合。诸如“最高达”、“至少”、“大于”、“小于”、“在……之间”等的语言包括所述数字。在诸如“约”或“大约”之类的术语之后的数字包括所述数字，并应根据情况来解释(例如，在一些情况下尽可能合理地准确，例如±1％、±3％、±5％、±10％、±15％等)。例如，“约3.5mm”包括“3.5mm”。本文所述的数目和/或数值应理解为公开了这些数值或数字以及“约”或“大约”的这些数值或数字两种情况，即使没有描述术语“约”或“大约”也如此。例如，“3.5mm”的描述包括“约3.5mm”。在诸如“基本上”之类的术语之后的短语包括所述的短语，并且应根据情况(例如，在一些情况下尽可能合理地)进行解释。例如，“基本上恒定”包括“恒定”。除非另有陈述，否则所有测量在标准条件下进行，包括环境温度和压力。