[發明專利]一種透明材料應力光學系數的標定裝置

有效

• 申請號: 202110290728.2
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN112986127B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 楊曉宇;衡月昆;李兆涵;王貽芳
• 申請（專利權）人: 中國科學院高能物理研究所
• 主分類號: G01N19/00
• 分類號: G01N19/00;G01N21/25;G01N21/21
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 龐許倩

1.一種透明材料應力光學系數的標定裝置，其特征在于，包括：

拉力機構，包括用于放置待檢測透明材料標準件的樣品槽，用于對所述待檢測透明材料標準件施加不同大小的軸向拉力；

光源發生裝置，用于產生可見光束；

測試光路機構，包括沿入射光方向依次設置的聚焦透鏡、起偏器、檢偏器及衰減片，所述起偏器和檢偏器均配置有對應的角度刻度盤，用于調整所述起偏器與檢偏器的偏振方向；所述測試光路機構的光路與樣品槽中放置的待檢測透明材料標準件的主平面垂直，用于接收所述可見光束，以及，用于獲得測試環境本底光強、可見光束入射時對應的預設波段范圍內不同波長的出射光的光強和待檢測透明材料標準件處于不同大小的軸向拉力時對應的預設波段范圍內出射光的光強；

處理器，用于基于所述可見光束入射時對應的預設波段范圍內不同波長的出射光的光強、測試環境本底光強以及待檢測透明材料標準件處于不同大小的軸向拉力時對應的預設波段范圍內出射光的光強，利用數值擬合法獲得所述待檢測透明材料標準件的內應力與光程差間的映射關系，并根據該映射關系對所述待檢測透明材料標準件的應力光學系數進行標定；其中，

所述處理器通過下述方式對所述待檢測透明材料標準件的應力光學系數進行標定：基于所述可見光束入射時對應的預設波段范圍內不同波長的出射光的光強建立不同波長的出射光與對應的光強間的第一函數；基于第一函數、測試環境本底光強以及待檢測透明材料標準件處于每一軸向拉力時對應獲得的預設波段范圍內出射光的光強，通過數值擬合法擬合獲得不同大小的軸向拉力下對應的光程差；計算得到不同大小的軸向拉力下對應的待檢測透明材料標準件的內應力，結合不同大小的軸向拉力下對應的光程差進而獲得待檢測透明材料標準件的內應力與光程差間的映射關系；根據該映射關系通過下述公式獲得待檢測透明材料標準件的應力光學系數：

δ＝Cdσ

其中，σ表示待檢測透明材料標準件的內應力，δ表示對應的光程差，d表示待檢測透明材料標準件的厚度，C表示待檢測透明材料標準件的應力光學系數。

2.根據權利要求1所述的透明材料應力光學系數的標定裝置，其特征在于，所述處理器還用于，基于可見光束入射時對應的預設波段范圍內不同波長的出射光的光強、測試環境本底光強以及待檢測透明材料標準件處于不同大小的軸向拉力時對應的預設波段范圍內出射光的光強，利用函數關系通過數值擬合法擬合獲得不同大小的軸向拉力下對應的光程差，所利用的函數關系為：

其中，I(λ)表示待檢測透明材料標準件處于不同大小的軸向拉力時對應獲得的預設波段范圍內出射光的光強，I_BG(λ)表示測試環境本底光強，a(λ)²表示可見光束入射時對應的預設波段范圍內不同波長的出射光的光強，δ表示光程差，λ表示預設波段范圍內出射光的波長，θ表示起偏器的偏振方向與拉力機構施加拉力的方向間的夾角。

3.根據權利要求2所述的透明材料應力光學系數的標定裝置，其特征在于，通過數值擬合法進行擬合時，還包括擬合獲得sin²(2θ)，并將sin²(2θ)的值與1進行比較，以判斷擬合的準確度。

4.根據權利要求1所述的透明材料應力光學系數的標定裝置，其特征在于，所述待檢測透明材料標準件設置于所述起偏器和檢偏器之間，且平行于所述起偏器和檢偏器；

通過設置所述起偏器和檢偏器的偏振方向平行，測量獲得可見光束入射時對應的預設波段范圍內不同波長的出射光的光強；

通過設置所述起偏器和檢偏器的偏振方向正交，測量獲得測試環境本底光強；

通過設置所述起偏器和檢偏器的偏振方向正交，并調整起偏器偏振方向與拉力機構施加拉力的方向間的夾角為45°，測量獲得待檢測透明材料標準件處于不同大小的軸向拉力時對應的預設波段范圍內出射光的光強。