光学玻璃应力检测系统及检测方法技术方案

本发明专利技术提供一种光学玻璃应力检测系统及检测方法，包括光源，所述光源为单色光源；第一线偏元件，所述第一线偏元件的偏振方向与水平面相垂直；可变相位延迟器，所述可变相位延迟器的快轴方向与水平面夹角为45°；第二线偏元件，所述第二线偏元件的偏振方向与水平面平行；探测元件；所述第一线偏元件、所述可变相位延迟器、所述第二线偏元件和所述探测元件沿所述光源光线传播方向依次设置，待测样品放置于所述第一线偏元件与所述可变相位延迟器之间。本发明专利技术消除旋转误差，提高了相位延迟的测量精度，进而提高了光学玻璃应力检测的精度；同时简化了现有技术中光学玻璃应力检测系统的结构，降低了对光学元件的要求，从而降低了成本。

Optical Glass Stress Detection System and Detection Method

The invention provides an optical glass stress detection system and a detection method, including a light source, the light source is a monochrome light source; a first line polarization element, the polarization direction of the first line polarization element is perpendicular to the horizontal plane; a variable phase retarder, the angle between the fast axis direction and the horizontal plane of the variable phase retarder is 45 degrees; and a second line polarization element, the polarization direction of the second line polarization element. Parallel to the horizontal plane; detection element; the first line bias element, the variable phase retarder, the second line bias element and the detection element are arranged sequentially along the light propagation direction of the light source, and the sample to be measured is placed between the first line bias element and the variable phase retarder. The invention eliminates the rotation error, improves the measurement accuracy of phase delay, and improves the accuracy of optical glass stress detection. At the same time, the structure of the optical glass stress detection system in the prior art is simplified, the requirements for optical components are reduced, and the cost is reduced.

【技术实现步骤摘要】
光学玻璃应力检测系统及检测方法
本专利技术属于光学检测领域，尤其涉及一种光学玻璃应力检测系统及检测方法。
技术介绍
在光学玻璃的生产过程中，由于材料原因或者生产工艺等会使玻璃结构发生形变，从而在应力的作用下产生双折射，即应力双折射。因此通过检测由于产生双折射而出现的相位延迟的量，即可检测该光学玻璃的应力。现有技术中通常使用1/4波片法对玻璃的相位延迟进行检测。参考附图1，该测量系统包括起偏器1'、待测样品2'、1/4波片3'和检偏器4'。光源的光先通过起偏器变成线偏振光，在通过待测样品变成椭圆偏振光，然后通过1/4波片，只要椭圆偏振光的长短轴分别与1/4波片的快慢轴平行，从1/4波片出射的光将是线偏振光，此时通过检偏器的旋转就可以测量待测样品的相位延迟量。但是由于使用1/4波片法测试时，需要旋转测量系统内的元件，在旋转的过程中会带来误差，降低了对相位延迟的测量精度。
技术实现思路
针对现有技术中1/4波片法由于存在旋转误差从而降低相位延迟测量精度的技术问题，本专利技术提供了一种光学玻璃应力检测系统及检测方法，消除旋转误差，提高了相位延迟的测量精度，进而提高了光学玻璃应力检测的精度；同时简化了现有技术中光学玻璃应力检测系统的结构，降低了对光学元件的要求，从而降低了成本。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种光学玻璃应力检测系统，包括：光源，所述光源为单色光源；第一线偏元件，所述第一线偏元件的偏振方向与水平面相垂直；可变相位延迟器，所述可变相位延迟器的快轴方向与水平面夹角为45°；第二线偏元件，所述第二线偏元件的偏振方向与水平面平行；探测元件；所述第一线偏元件、所述可变相位延迟器、所述第二线偏元件和所述探测元件沿所述光源光线传播方向依次设置，待测样品放置于所述第一线偏元件与所述可变相位延迟器之间。进一步，还包括准直光学系统，所述准直光学系统设置于所述光源与所述第一线偏元件之间。进一步，还包括成像光学系统，所述光学成像系统设置于所述待测样品与所述可变相位延迟器之间。本专利技术还提供一种光学玻璃应力检测方法，使用上述任一项的光学玻璃应力检测系统，包括：将待测样品放置于所述第一线偏元件与所述可变相位延迟器之间；调整所述可变相位延迟器，使所述可变相位延迟器的相位延迟量为360°，通过所述探测元件测得第一光强；调整所述可变相位延迟器，使所述可变相位延迟器的相位延迟量为180°，通过所述探测元件测得第二光强；调整所述可变相位延迟器，使所述可变相位延迟器的相位延迟量为90°，通过所述探测元件测得第三光强；调整所述可变相位延迟器，使所述可变相位延迟器的相位延迟量为270°，通过所述探测元件测得第四光强；通过所述第一光强、所述第二光强、所述第三光强和所述第四光强，计算光学参数，公式如下：C＝I1·(I1+I2)/(I3-I4)，其中，C为所述光学参数，I1为所述第一光强，I2为所述第二光强，I3为所述第三光强，I4为所述第四光强；通过所述光学参数，计算相位延迟，公式如下：cos(δ)＝1/(2·C)-1，其中，δ为所述相位延迟；通过所述相位延迟和所述光学参数计算待测样品的应力，公式如下：其中，σ为所述应力，λ为所述光源波长，C为所述光学参数，d为待测样品的厚度。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1.本专利技术提供的光学玻璃应力检测系统，通过可变相位延迟器对经过待测样品的光的偏振状态进行调节，无需对系统内的元件进行旋转，因而检测过程未引入旋转误差，从而提高了检测精度。2.本专利技术提供的光学玻璃应力检测系统，简化了现有技术中光学玻璃应力检测系统的结构，降低了对光学元件的要求，无需价格较高的元器件，降低了成本。3.本专利技术提供的光学玻璃应力检测方法，应用本专利技术提供的光学玻璃应力检测系统，无需预先测试待测样品的主应力方向，即可测得应力，且可得到待测样品应力的二维分布。附图说明图1为现有技术1/4波片法测量系统示意图；图2为具体实施例测量系统结构示意图。对附图标记进行具体说明：1、光源；2、滤光元件；3、准直光学系统；4、第一线偏元件；5待测样品；6、成像光学系统；7、可变相位延迟器；8、第二线偏元件；9、探测元件。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术具体实施例中的技术方案进行详细、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术总的技术方案的部分具体实施方式，而非全部的实施方式。基于本专利技术的总的构思，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都落于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。针对现有技术中1/4波片法由于存在旋转误差，从而降低相位延迟测量精度，进一步降低光学玻璃应力检测精度的技术问题，本专利技术提供了一种光学玻璃应力检测系统及检测方法，消除旋转误差，提高了相位延迟的测量精度，进而提高了光学玻璃应力检测的精度；同时简化了现有技术中光学玻璃应力检测系统的结构，降低了对光学元件的要求，从而降低了成本。为便于对本专利技术技术方案的理解，对本实施例的坐标方向及光轴方向作具体说明：参考附图2，沿光源1光线传播方向为z轴，竖直向上为y轴，垂直纸面向里为x轴；光轴方向为光源1光线传播方向的中心线方向，即z轴方向。参考附图2，本实施例提供一种光学玻璃应力检测系统，包括：光源1，光源1为单色光源；第一线偏元件4，第一线偏元件4的偏振方向与水平面相垂直，即与x轴夹角为90°；可变相位延迟器7，可变相位延迟器7的快轴方向与水平面夹角为45°，即与x轴夹角为45°；第二线偏元件8，第二线偏元件8的偏振方向与水平面平行，即沿x轴方向；探测元件9，用于接收检测光线；第一线偏元件4、可变相位延迟器7、第二线偏元件8和探测元件9沿光源1光线传播方向依次设置，即沿z轴方向依次设置，待测样品5放置于第一线偏元件4与可变相位延迟器7之间。光源1为单色光源。光源1发出的光线首先经过第一线偏元件4，第一线偏元件4作为起偏元件，第一偏振元件4的偏振方向沿y轴方向，光线变为竖直振动的线偏振光。然后，线偏振光经过待测样品5后，待测样品5由于存在应力，将线偏振光变为椭圆偏振光。接着，椭圆偏振光经过可变相位延迟器7进行相位延迟调节，可变相位延迟器7可以为液晶波片或液晶相位延迟器，进一步改变光线的偏振状态。然后，光线通过第二线偏元件8，第二线偏元件8作为检偏元件，第二线偏元件8的偏振方向沿x本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学玻璃应力检测系统，其特征在于，包括：光源，所述光源为单色光源；第一线偏元件，所述第一线偏元件的偏振方向与水平面相垂直；可变相位延迟器，所述可变相位延迟器的快轴方向与水平面夹角为45°；第二线偏元件，所述第二线偏元件的偏振方向与水平面平行；探测元件；所述第一线偏元件、所述可变相位延迟器、所述第二线偏元件和所述探测元件沿所述光源光线传播方向依次设置，待测样品放置于所述第一线偏元件与所述可变相位延迟器之间。

【技术特征摘要】
1.一种光学玻璃应力检测系统，其特征在于，包括：光源，所述光源为单色光源；第一线偏元件，所述第一线偏元件的偏振方向与水平面相垂直；可变相位延迟器，所述可变相位延迟器的快轴方向与水平面夹角为45°；第二线偏元件，所述第二线偏元件的偏振方向与水平面平行；探测元件；所述第一线偏元件、所述可变相位延迟器、所述第二线偏元件和所述探测元件沿所述光源光线传播方向依次设置，待测样品放置于所述第一线偏元件与所述可变相位延迟器之间。2.根据权利要求1所述的光学玻璃应力检测系统，其特征在于：还包括准直光学系统，所述准直光学系统设置于所述光源与所述第一线偏元件之间。3.根据权利要求1所述的光学玻璃应力检测系统，其特征在于：还包括成像光学系统，所述光学成像系统设置于所述待测样品与所述可变相位延迟器之间。4.一种光学玻璃应力检测方法，使用权利要求1～3任一项所述的光学玻璃应力检测系统，其特征在于，包括：将待测样品放置于所述第一线偏元件与所述可变相位延迟器之间；调整所...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏志伟，刘维新，赵文谦，丁星卜，马龙行，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37