[發(fā)明專利]一種玻璃材料的線性雙折射測量裝置與方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710736811.1
• 申請日: 2017-08-24
• 公開（公告）號: CN107764748B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設計）人: 鄒快盛
• 申請（專利權）人: 蘇州東輝光學有限公司
• 主分類號: G01N21/23
• 分類號: G01N21/23
• 代理公司: 深圳市道臻知識產(chǎn)權代理有限公司 44360
• 代理人: 陳琳

本發(fā)明公開了一種玻璃材料的線性雙折射測量裝置與方法，所述裝置包括光源模塊和測量模塊，所述測量模塊包括依次設置的四象限探測器、聚焦物鏡和圖像傳感器；所述四象限探測器包括四個光通道，分別放置有0°、45°、90°和135°偏振方向的線偏振片。本發(fā)明玻璃材料的線性雙折射測量，不涉及偏振器件的旋轉和機械運動，且偏振信息獲取的為同一時間的待檢測光的偏振信息，因此可以克服光源的波動和偏振器件的機械旋轉帶來的誤差，提高了測量準確性。

技術領域

本發(fā)明涉及光學玻璃檢測技術領域，尤其涉及一種玻璃材料的線性雙折射測量裝置與方法。

背景技術

玻璃在生產(chǎn)制備和使用的過程中，種種原因會導致玻璃材料的雙折射現(xiàn)象：玻璃化學組分的不均勻性導致的條紋、節(jié)瘤、氣泡等結構應力；退火過程中難以避免的溫度梯度導致的殘余熱應力和在使用過程中由于外力的擠壓而導致玻璃內部產(chǎn)生的機械應力等等。這種效應在玻璃中產(chǎn)生的應力軸與正交軸存在微小的折射率差，進而導致傳輸在玻璃內的線偏振光在兩個軸上偏振分量具有不同的傳輸速度，長距離傳輸?shù)钠窆鈺似蓹E圓偏振光，在極端條件下退偏成圓偏振光。所以玻璃的雙折射特性會影響到傳輸偏振光的偏振態(tài)。

因此在加工光學元件前,必須對玻璃材料的應力進行測量。應力的大小是衡量光學玻璃性能的重要指標之一，精確測量光學玻璃的應力非常必要。線性雙折射是指一束光在各向異性介質中傳播時，可以分解成振動方向相互垂直、傳播速度不同的兩種線偏振光，互相垂直的光軸上具有不同的折射率，雙折射度可由相位延遲量來衡量，同時，玻璃的雙折射快慢軸方位并不確定，在使用過程前和使用過程中都需要精密測量玻璃樣品的雙折射相位延遲量。

目前玻璃應力雙折射的測量方法主要有偏光干涉法、1/4λ波片法、Babinet補償器法、Tardy定量應力測試法等。這些方法基本都是根據(jù)偏振光在玻璃樣品的傳輸過程中，雙折射效應導致的出射光偏振態(tài)的改變，通過測量出射光的相位差來計算出玻璃雙折射的大小。目前斯托克斯參量的測量方法主要為偏振光調制法，即在待檢測光路中引入起偏器和相位延遲器，對光路的光強進行調制并測量，求得斯托克斯參量，該方法通常要求起偏器和相位延遲器繞光軸作多角度的轉動，但是光源的波動和偏振器件的機械旋轉容易帶來誤差，導致測量不準確。

因此，現(xiàn)有技術還有待于改進和發(fā)展。

發(fā)明內容

鑒于上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種玻璃材料的線性雙折射測量裝置與方法，從而克服現(xiàn)有技術中的雙折射測量方法由于光源的波動和偏振器件的機械旋轉容易帶來誤差，導致測量不準確的問題。

本發(fā)明的技術方案如下：

一方面，本發(fā)明提供了一種玻璃材料的線性雙折射測量裝置，包括光源模塊和測量模塊，其中，所述測量模塊包括依次設置的四象限探測器、聚焦物鏡和圖像傳感器；所述四象限探測器包括四個光通道，分別放置有0°、45°、90°和135°偏振方向的線偏振片。

所述的玻璃材料的線性雙折射測量裝置，其中，所述光源模塊包括依次設置的激光光源、擴束器和起偏器。

另一方面，本發(fā)明還提供了一種基于以上所述的線性雙折射測量裝置的線性雙折射測量方法，其中，所述測量方法包括步驟：

將玻璃樣品放置在光源模塊和測量模塊之間，光源模塊的光通過玻璃樣品后形成待檢測光；待檢測光通過四個光通道的0°、45°、90°和135°偏振方向的線偏振片后，由圖像傳感器接收；通過計算四個偏振方向偏振光的歸一化光強度值，得到待檢測光的斯托克斯參量。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供了一種玻璃材料的線性雙折射測量裝置與方法，本發(fā)明玻璃材料的線性雙折射測量，不涉及偏振器件的旋轉和機械運動，且偏振信息獲取的為同一時間的待檢測光的偏振信息，因此可以克服光源的波動和偏振器件的機械旋轉帶來的誤差，提高了測量準確性。

附圖說明