毕业论文

打赏
当前位置: 毕业论文 > 电子通信 >

基于Tardy原理的双折射测试技术研究(2)

时间:2017-06-15 19:39来源:毕业论文
应力使玻璃由各向同性体变为各向异性体,光学上产生双折射现象[2]。我们是通过测出的应力双折射(单位厚度的双折射光程差称为应力双折射)来衡量玻


应力使玻璃由各向同性体变为各向异性体,光学上产生双折射现象[2]。我们是通过测出的应力双折射(单位厚度的双折射光程差称为应力双折射)来衡量玻璃中应力的大小,同时也可以衡量玻璃退火的质量[10]。
折射率与应力值的关系由下式确定:
 ;                      (1.1)
上式中: , 分别为x及y方向的折射率。 , 分别为x及y方向的应力。 为应力光学常数,仅与玻璃品种有关。
当偏振光透过厚度为t的有应力的玻璃时,光矢量会分裂为两个分别在x和y应力方向的振动分量。假设 , 分别为两光矢量分量的速度,则透过玻璃所需的时间分别为 和 ,两分量之间不再同步,而是存在光程差 :
 ;                 (1.2)
上式中,C为真空中光束的速度。
结合(1.1)和(1.2)两式,可以得到如下公式:
 ;                       (1.3)
即应力与光程差存在一定的关系,一般借助光干涉原理测出光程差,从而计算出应力值。在这里,需要强调的是,得出的不是应力的绝对值,而是两主应力之差,有时虽然测出的应力为零,但实际上两主应力均存在,只不过二者相等而已。
一般来说,玻璃的应力双折射以其最长边中部单位长度上的光程差 表示时,按表1.1分为4类。如果玻璃的应力双折射以其距边缘5%直径或边长处单位厚度上的最大光程差 表示时,按表1.2分为4类[20]。
    表 1.1 按玻璃中部光程差的等级分类
类别    玻璃中部光程差,

1    2
12    4
2    6
3    10
表 2.2 按玻璃边缘光程差的等级分类
类别    玻璃边缘最大光程差,

S1    3
S2    5
S3    10
S4    20
在现代光测弹力学(Photo-elastic)中,光学玻璃应力主要有两个参数,分别可以称之为等倾参数(isoclinic parameter)和等差参数(isochromatic parameter)[13] 。其中,等倾参数主要表示应力的方向,而等差参数表示的是应力的大小。大部分情况下,等倾角是由反正切函数求出的,所以通常带有相位的不确定性,如果不能消除这种不确定性,就无法准确的求出其等差参数的值。所以,在测量光学玻璃应力的时候,通常都是先求出等倾分布图,再经过解包裹程序去除等倾角的不确定性,最后再求等差分布,从而得到应力的大小和方向的全部数据。
传统测量光学玻璃应力的方法有干涉色法和1/ 4 波片法。对于干涉色法,装置搭建简单,但是测量误差较大,约为20-50纳米。而对于1/ 4 波片法,虽然测量相比干涉色法更为可靠,并且精度较高,误差只有几个纳米,但这是一种完全依靠人工测量的方法,只能得到单点信息,而无法得到玻璃整体的应力状态[7]。随着近年来计算机应用技术、光电检测和图像处理技术的迅速发展,传统测量方法纷纷向光电自动化测量的方向发展,光学玻璃应力的测量也同样面临着这样的需求[2]。
自动光弹测量分析主要包括以下三种方法:一、光谱内容分析方法[16];二、相移测量方法;三、傅里叶变换方法[17]。实现光弹性应力分析自动化有两个关键点,一是确定等差线的全场条纹级数,即主应力之差;二是判别等倾线的属性,确定第一主应力的方向[8]。所有方法的目的也都是为了获得这两个双折射参数[14]。实现光弹性自动分析不仅能够快速准确地分析光弹性应力,还可以突破传统光弹性数据处理周期冗长,处理内容复杂的瓶颈,已经成为了各国学者研究的热点之一。 基于Tardy原理的双折射测试技术研究(2):http://www.751com.cn/tongxin/lunwen_9201.html
------分隔线----------------------------
推荐内容