[發(fā)明專利]一種利用光干涉法測(cè)量光學(xué)平板玻璃彈性模量的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611146179.7
• 申請(qǐng)日: 2016-12-13
• 公開（公告）號(hào): CN106769459B
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭長(zhǎng)立;馮小強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/08
• 分類號(hào): G01N3/08
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 成丹

本發(fā)明公開了一種利用光干涉法測(cè)量光學(xué)平板玻璃彈性模量的方法，具體按照以下步驟實(shí)施：步驟1：通過(guò)螺絲施加應(yīng)力于光學(xué)平板玻璃，并通過(guò)測(cè)量?jī)x器顯示應(yīng)力傳感器測(cè)量的應(yīng)力，記錄下應(yīng)力的大小；步驟2：保持步驟1中的應(yīng)力不變，通過(guò)讀數(shù)顯微鏡讀取在該應(yīng)力下牛頓環(huán)干涉圖像中心黑斑的直徑Q，然后計(jì)算出黑斑的半徑r；步驟3：通過(guò)螺絲改變應(yīng)力的值，重復(fù)步驟1和步驟2，得到光學(xué)平板玻璃的不同應(yīng)力及對(duì)應(yīng)不同應(yīng)力情況下牛頓環(huán)干涉圖像中心黑斑的直徑Q及半徑r；步驟4：計(jì)算光學(xué)平板玻璃的彈性模量E。本發(fā)明測(cè)量方法簡(jiǎn)單，且測(cè)量周期相比傳統(tǒng)縮短，測(cè)量應(yīng)用范圍擴(kuò)大，沒有大量的材料耗損，測(cè)量性重復(fù)好，且可用于測(cè)量小樣品光學(xué)平板玻璃。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于應(yīng)用光學(xué)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種利用光干涉法測(cè)量光學(xué)平板玻璃彈性模量的方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的光學(xué)平板玻璃彈性模量的測(cè)量方法包括機(jī)械法，聲學(xué)法，光學(xué)法等。以機(jī)械法為主，傳統(tǒng)的方法一般是給光學(xué)平板玻璃加壓力之后，光學(xué)平板玻璃會(huì)產(chǎn)生彈性形變，通過(guò)一些特有的方法測(cè)出與之彈性形變所對(duì)應(yīng)的距離，再通過(guò)應(yīng)力除以應(yīng)變求出光學(xué)平板玻璃的彈性模量。上述幾個(gè)方法測(cè)量過(guò)程繁瑣，測(cè)量周期很長(zhǎng)，并且都是大樣品測(cè)量，測(cè)量過(guò)程以破壞性為主，浪費(fèi)了大量的資源，可重復(fù)性很差。除此之外，傳統(tǒng)對(duì)小樣品光學(xué)平板玻璃彈性模量的測(cè)量方法少之又少，造成了測(cè)量方面的缺陷。一般在實(shí)驗(yàn)室等地方所用到的光學(xué)平板玻璃樣品為小樣品，如需知道它們的彈性模量需得找到光學(xué)平板玻璃樣品的出廠廠家，購(gòu)買原裝大塊材料進(jìn)行測(cè)量。

而用牛頓環(huán)光干涉法可以解決以上問題。牛頓環(huán)儀一般由一塊曲率半徑很大的待測(cè)平凸透鏡和一塊光學(xué)平板玻璃構(gòu)成，采用波長(zhǎng)589.3nm的鈉黃光光源進(jìn)行測(cè)量，鈉黃光經(jīng)反射鏡反射以后垂直入射到牛頓環(huán)儀上，可在平凸透鏡的表面產(chǎn)生等厚干涉環(huán)條紋(包括明環(huán)和暗環(huán))，改變螺絲的松緊，干涉條紋會(huì)隨之發(fā)生改變。本發(fā)明在此現(xiàn)象的基礎(chǔ)上深入研究牛頓環(huán)干涉圖像與光學(xué)平板玻璃彈性模量的變換關(guān)系，得出了一種基于光干涉法測(cè)量光學(xué)平板玻璃彈性模量的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種利用光干涉法測(cè)量光學(xué)平板玻璃彈性模量的方法，解決了現(xiàn)有測(cè)量方法難以測(cè)量小尺寸光學(xué)平板玻璃的彈性模量，以及測(cè)量方法存在的損壞性測(cè)量為主的問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種利用光干涉法測(cè)量光學(xué)平板玻璃彈性模量的方法，具體按照以下步驟實(shí)施：

步驟1：通過(guò)螺絲施加應(yīng)力于光學(xué)平板玻璃，并通過(guò)測(cè)量?jī)x器顯示應(yīng)力傳感器測(cè)量的應(yīng)力，記錄下應(yīng)力的大小；

步驟2：保持步驟1中的應(yīng)力不變，利用鈉光源發(fā)出鈉光，鈉光經(jīng)反射鏡反射后垂直入射到平凸透鏡上，通過(guò)讀數(shù)顯微鏡讀取在該應(yīng)力下牛頓環(huán)干涉圖像中心黑斑的直徑Q，然后計(jì)算出黑斑的半徑r；

步驟3：通過(guò)螺絲改變應(yīng)力的值，重復(fù)步驟1和步驟2，得到光學(xué)平板玻璃的不同應(yīng)力及對(duì)應(yīng)不同應(yīng)力情況下牛頓環(huán)干涉圖像中心黑斑的直徑Q及半徑r；

步驟4：利用步驟3測(cè)得的數(shù)據(jù)，得到光學(xué)平板玻璃的彈性模量E：

其中，σ為光學(xué)平板玻璃的中心應(yīng)力，E為光學(xué)平板玻璃的彈性模量，μ為光學(xué)平板玻璃的泊松比，a為光學(xué)平板玻璃的半徑，r為牛頓環(huán)干涉條紋黑斑的半徑，R為平凸透鏡的標(biāo)準(zhǔn)曲率半徑，h為光學(xué)平板玻璃的厚度。

本發(fā)明的特點(diǎn)還在于：