雙折射(birefringence)是指一條入射光線產(chǎn)生兩條折射光線的現(xiàn)象 ,。將一塊冰洲石(透明的方解石)放在書上看,它下面的線條都變成雙影 ,。
雙折射是光束入射到各向異性的晶體,,分解為兩束光而沿不同方向折射的現(xiàn)象。光在非均質體中傳播時 ,,其傳播速度和折射率值隨振動方向不同而改變,,其折射率值不止一個;光波入射非均質體,,除特殊方向以外 ,,都要發(fā)生雙折射,分解成振動方向互相垂直,、傳播速度不同,、折射率不等的兩種偏振光,此現(xiàn)象即為雙折射 ,。如圖1
? 圖 1
雙折射具有大小和方向兩種特征,,雙折射的大小也可以說是相位差的大小,相位差是同時入射樣品的兩種不同方向的偏振光射出時所產(chǎn)生的差距,。方向性是材料的分子排列方向,。比較和計算透光前后的偏光變化,便可測量雙折射,。
市場上簡單的雙折射設備,, 圖2是將測量的對象放在兩塊偏光板中間下面打上光源,,旋轉兩塊偏光板通過人眼來觀察明暗及顏色的變化,來推測雙折射的大小,。在光學材料和元件的制造過程中,,這種設備是極其不可靠的,因此在光學材料及元件的制造中,,確定雙折射的大小和應力的空間分布極其重要的,。 圖2
由于現(xiàn)在的科技高速發(fā)展,所以在的產(chǎn)品的研發(fā)和工藝的改造方面都要求很高的效率和度,。在光學材料及元件的雙折射測量方面的手段也在進行著新老的更替,,一款使用方便,測量數(shù)度快且的設備被開發(fā)了出來 如圖3所示,,已經(jīng)實現(xiàn)了符合市場需求的的測量功能,,該設備可以快速的分析整個被測區(qū)域的雙折射情況。
圖3
為了更加和的測量數(shù)據(jù),,該設備的核心原理是采用*的光子晶體制成的傳感器圖(原理見圖4),,光子晶體是將數(shù)十萬個4種不同偏振方向且大小只有5um×5um的偏光片,集合而制成的光子晶體整列,,讓和將光子晶體上的每一5um×5um大小的偏光陣列與CCD相機上的每一個像素單元一一貼合對應,,用4種不同方向的偏光片來代替上述我們說的旋轉偏光片的動作。
圖4
使用組裝了*的傳感器的攝像機,,拍攝測量物體,,可以在zui快3秒的時間得到整個測量面測量數(shù)據(jù),如圖5所示,,測量結果可以讓使用者一目了然的觀察到,,測量物體的雙折射情況,而且還可以利用軟件的功能,,取得這個面上的任意一條線或者一個點的雙折射數(shù)值 如圖6所示,。
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圖5:導光板(注塑成型)的測量結果
圖6:(導光板)表格的曲線圖代表白線的雙折射數(shù)據(jù)
圖5: 顏色越藍 說明雙折射(應力)越小 顏色越紅說明雙折射(應力)越大
應用
雙折射測量系統(tǒng)更易于快速、的測量應力雙折射及其空間分布和方向,。與逐點測量方法相比,,圖像測量系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢,除了對空間分辨率有較高要求的應用外,,相對較低的面形質量要求也是一個重要的方面,。
雙折射測量系統(tǒng)可以應用于產(chǎn)品生產(chǎn)的整個流程, 如射出成型的產(chǎn)品,,從原材料的選擇,,到成型的條件,工藝的改進以及產(chǎn)品完成后的檢查,,可以有限的降低企業(yè)的成本,,提高產(chǎn)品的附加值,。圖7是應用的范圍。
圖7
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