一种玻璃材料内应力精密测定的方法_吴易明.pdf

第39 卷第 3 期 光　子　学　报 Vol.39 No.3 2010 年3 月 　　　　　　　　　　　　ACTA PHOTON ICA SINICA March 2010 文章编号:1004-4213(2010)03-0490-5 一种玻璃材料内应力精密测定 方法＊ 吴易明, 高立民, 李明, 陈良益, 赵军丽 (中国科学院西安光学精密机械研究所 光学定向与瞄准技术研究室, 西安 710119) 摘　要:针对玻璃材料内应力 测量, 提出了一种采用磁光调制技术, 进行高准确度 应力双折射 检测 新方案.该方法原理简单、测量准确度高.采用琼斯矩阵法分析了该方案 理论推导, 并提出 了当被测量样品较大时, 提高测试效率 两种可行方法. 关键词:光学玻璃;应力测量;偏光干涉法;磁光调制技术 中图分类号:TH744.2+5 　　　　文献标识码:A 　　　　 doi:10.3788/gzx0490 0 　引言 在航天、军工项目研制中, 对光学玻璃、晶体 高准确度内应力检测要求越来越高.测量光学玻璃 [ 1-3] 加工残余应力 大小 , 判断其分布规律并保证玻 璃准确度是光学系统设计中亟待解决 问题之一. 目前主要通过光学 方法测定样品 应力双折射, 测量准确度 核心在于消光点 辨别.传统 测量 方法有偏光干涉法和 KD ＊P 晶体电光调制法.由 图1　基于磁光调制技术 应力检测示意图 于光程差测量准确度为±3 ～ ±5 m, 偏光干涉法 Fig.1　Setup of stress device based o the mag etic-optic modulatio tech ique 主要用于观测大块玻璃 整个应力分布情况及中等 双折射 影响, 检测信号中含有调制信号 基信号, 准确度测量, 无法满足高准确度测量 要求.国外消 再次调节精密测角转台, 使基频信号为零, 测得相对 [4] 光点 判断通常采用KD ＊P 晶体电光调制法 , 其 零位置 转动角. 光程差测量准确度为±1 m.但是KD ＊P 晶体电 如图2, 设起偏器所在方向为X 轴方向, 则与其 光调制法成本高、设备复杂、电子器件易受温度 影 垂直 方向为Y 轴方向, θ为磁旋光角度, δ为光学 响, 且KD ＊P 晶体性能随时间退化, 设备使用周期 材料双折射相位差, γ为样品快轴相对起偏器透光 较短, 性能不可靠, 目前很少被采用.本文提出了采 光轴(X 轴) 旋转角, α为出射光长轴 光矢量方 [2] 用磁光调制技术 进行高准确度 应力双折射检测 位, 即相对于X 轴 旋转角. 方案, 克服了传统检测方法 缺点. 1　磁旋光调制技术应用于应力双折射 测量 　　磁光调制法(图1), 采用旋光玻璃上加载正弦 调制交变磁场 方法, 磁场方向与光轴一致, 检偏器 图2　参量示意图 后为光电转换器件, 检偏器、光电转换器件装配在一 Fig.2　Parameters scheme 个精密测角转台上, 可以测量检偏器绕光轴转动角