Assemblage de verre sur verre par impulsions laser femtosecondes

Glass on glass welding by femtosecond laser pulses

• Auteur / Autrice : Marion Gstalter
• Direction : Sylvain Lecler, Jean-Luc Rehspringer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique, microélectronique, photonique
• Date : Soutenance le 12/10/2018
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Lionel Canioni
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Armel Bahouka
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Razvan Stoian, François Courvoisier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Interactions laser-matière

Verre

Soudage laser

Filamentation (physique)

Mots clés libres

Impulsions laser femtosecondes

Verre

Haute fréquences de répétition

Soudage de verre

Interaction laser-matière

Matériau transparent

Plan d’expériences

Femtosecond laser pulses

Glass

High repetition rates

Glass welding

Laser/matter interaction

Transparent material

Design of experiments

Résumé

Cette thèse porte sur l’assemblage de verres par impulsions laser femtosecondes. Une source laser femtoseconde à haute fréquence de répétition a été utilisée pour souder des lames de borosilicate de haute qualité de surface. La technique d’assemblage mise en œuvre diffère de la littérature par le système de focalisation utilisé. Un plan d’expériences a été réalisé afin de déterminer l’influence des différents paramètres laser sur les performances des soudures obtenues, démontrant que l’augmentation de la quantité d’énergie déposée améliore les performances mécaniques et thermiques. Les assemblages soudés peuvent atteindre une haute résistance mécanique supérieure à 25 MPa et supporter des chocs thermiques supérieurs à 300 ° C. L’adaptation des paramètres laser en fonction de la distance entre les lames de verre permet de souder des verres hors contact optique. Cette méthode a également été implémentée avec succès à l’assemblage de verre sur du silicium.

This PhD thesis is about glass bonding by femtosecond laser pulses. A femtosecond laser source generating high repetition rate laser pulses has been used to weld borosilicate glass plates with high surface quality. The method presented in this work differs from the literature by the focusing system implemented. The influence of the laser parameters on the bonded samples performances has been studied implementing a design of experiments, demonstrating that the mechanical and thermal resistance of the samples can be improved by increasing the amount of deposited. Thebonded samples provide high mechanical resistance, higher than 25 MPa, can held high thermal shock above 300 °C and present high transparency above 90 %. Glass bonding with a distance between the glass plates has been performed by adapting the laser parameters. Bonding of glass on silicon has also been performed successfully.