玻璃具有光吸收率低、化学惰性好、硬度高和耐高温等非凡的机械、化学和光学特性,是一种优良的芯片封装材料,在生物医疗、电子半导体、光伏产业、航空航天等领域具有极广泛和潜在的应用价值和市场前景。玻璃封装需要实现玻璃之间的稳定连接,但目前工业上所采用的玻璃连接技术都存在各种各样的问题,严重影响该技术的发展。虽然超短脉冲激光能与玻璃材料产生非线性相互作用,实现局部融化玻璃材料的精密连接,可以很好地克服目前玻璃连接技术所存在的问题,但是该连接技术需要玻璃接触间隙达到光学接触的苛刻要求在实际应用中很难得到保证。为了打破超短脉冲激光玻璃焊接技术的光学接触条件限制,本文首次提出了在无任何外力作用条件下的自然叠放超短脉冲激光玻璃焊接技术,具体研究内容如下:（1）提出了皮秒激光对自然叠放钠钙玻璃（具有较大的接触间隙）新颖有效的焊接方法——快速振荡扫描法。该方法采用两维扫描振镜驱动较低能量密度的皮秒激光束,聚焦在两块钠钙玻璃接触间隙处,以同心圆环扫描路径在一个小区域内往返扫描,可横向扩展激光与玻璃相互作用的区域,获得足够填充大间隙的熔融物,因而成功实现了自然叠放玻璃的超短脉冲激光焊接,焊缝剪切强度可达64 MPa。（2）提出了皮秒激光对自然叠放钠钙玻璃行之有效的密封焊接方法,先采用皮秒激光快速振荡扫描焊接法,每隔一定间隔g实施局部焊接圆点,形成对待密封区域的包围,利用焊接接头冷凝收缩效应减小玻璃间隙,使点焊包围区域内玻璃间隙分布均匀,最小可减小到1.5μm;再在点焊包围区域内实施皮秒激光线焊密封焊接。水密性测试结果显示皮秒激光密封焊接样品可在水中保持一周以上的良好密封性。（3）将皮秒激光快速振荡扫描焊接法扩展到不同材质玻璃以及玻璃与其他异质材料的自然叠放焊接,通过分析研究钠钙玻璃与石英玻璃焊接对皮秒激光单脉冲模式和爆发脉冲模式的非线性吸收机理,采用爆发脉冲模式成功实现了异质玻璃焊接,焊缝剪切强度可达55 MPa,对玻璃与不锈钢和陶瓷异质材料焊接的初步实验研究,获得了钠钙玻璃与陶瓷、石英玻璃与陶瓷焊缝剪切强度分别为31 MPa和41 MPa的良好结果。（4）采用皮秒激光快速振荡扫描法预焊点焊圈,再进行二次线焊覆盖点焊圈的方法,对涂有钙钛矿材料的氧化铟锡（Indium Tin Oxide,ITO）导电玻璃分别采用石英玻璃和钠钙玻璃进行了异质和同质玻璃材料的密封焊接实验。分析讨论了异质和同质材料密封焊缝成形机理及影响因素,在60%的湿度环境下,石英玻璃异质材料封装密封性能可达一周以上,钠钙玻璃同质材料封装密封性能可达10天以上,实验结果表明无论是同质还是异质玻璃的激光焊缝均有一定的密封性能,同质玻璃的密封性能要优于异质玻璃材料。本文所提出的超短脉冲激光玻璃焊接技术不仅打破了光学接触条件的壁垒,获得了与光学接触条件所得剪切强度相当甚至更好的焊缝质量,而且在自然叠放条件下实现了良好的密封性能,为超短脉冲激光玻璃焊接技术的工程化应用奠定了基础。除此之外,还针对异质材料的焊接以及钙钛矿材料的封装进行了研究,丰富了超短脉冲激光玻璃焊接技术的应用范围。今后尚需针对如何增加焊缝透光性以及消除焊缝成形所产生的残余应力进行相关研究,以获得更为优良的密封性能,使之真正成为一种实用的工程封装连接技术。