本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)，具體涉及一種可見(jiàn)光、紅外光學(xué)玻璃雙通道應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
由于生產(chǎn)工藝的特殊性，在制作完成后的光學(xué)玻璃制品中還或多或少地存在內(nèi)應(yīng)力。在玻璃成型過(guò)程中，由于外部機(jī)械力的作用或冷卻時(shí)熱不均勻所產(chǎn)生的應(yīng)力稱(chēng)為熱應(yīng)力或宏觀應(yīng)力。如果玻璃材料內(nèi)部的應(yīng)力超過(guò)規(guī)定值時(shí)，玻璃本身無(wú)法保證機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定等。在成像光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)玻璃材料是不允許有較大的應(yīng)力存在的，具有應(yīng)力的光學(xué)玻璃對(duì)光學(xué)零件的成像質(zhì)量和光學(xué)加工過(guò)程都影響很大。通常情況下是負(fù)面影響，如玻璃退火質(zhì)量不高，玻璃易脆裂、翹曲，不易切割，熱穩(wěn)定性差等。由于存在應(yīng)力，使光學(xué)玻璃應(yīng)有的各向同性性質(zhì)受到破壞，像干涉儀中的分光鏡、反射鏡等表面精度要求十分高的零件，稍稍的變形都是不允許存在的，所以對(duì)光學(xué)玻璃殘存的應(yīng)力的要求很高。
光學(xué)玻璃的應(yīng)力決定于其在成形及退火階段中所經(jīng)受的熱經(jīng)歷。在折射玻璃的分類(lèi)中，根據(jù)對(duì)光線的主要透過(guò)波段可以分為紫外、可見(jiàn)光、紅外玻璃，在實(shí)際應(yīng)用中，可見(jiàn)光、紅外玻璃在折射成像系統(tǒng)中發(fā)揮著無(wú)可替代的作用，檢測(cè)玻璃內(nèi)部應(yīng)力情況與玻璃在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景和應(yīng)用功能有著重要作用。目前，市場(chǎng)上大部分光學(xué)玻璃應(yīng)力檢測(cè)儀為可見(jiàn)光玻璃，而紅外玻璃應(yīng)力檢測(cè)儀很少見(jiàn)，但是基于紅外成像技術(shù)發(fā)展，急需一種同時(shí)對(duì)兩種光學(xué)玻璃進(jìn)行檢測(cè)的應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了一種可見(jiàn)光、紅外光學(xué)玻璃雙通道應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)，該檢測(cè)系統(tǒng)可以同時(shí)對(duì)兩種不同的波段的光學(xué)折射玻璃進(jìn)行應(yīng)力檢測(cè)，本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有方便、快捷、體積小等優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種可見(jiàn)光、紅外光學(xué)玻璃雙通道應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)，包括光源(1)、光闌(2)、準(zhǔn)直系統(tǒng)(3)、分束器(4)、寬帶濾光片(5)、第一起偏器(6)、可調(diào)光闌(7)、可見(jiàn)光光學(xué)玻璃樣品(8)、參考片(9)、第一 檢偏器(10)、可見(jiàn)光相機(jī)(11)、窄帶濾光片(12)、第二起偏器(13)、可調(diào)光闌(14)、紅外光學(xué)玻璃樣品(15)、四分之一波片(16)、第二檢偏器(17)、紅外相機(jī)(18)；光源(1)發(fā)出來(lái)的光經(jīng)過(guò)之后的光闌(2)和準(zhǔn)直系統(tǒng)(3)發(fā)出的平行光，發(fā)出的平行光經(jīng)過(guò)分束器(4)分為兩束方向向下和方向向右平行光，分別進(jìn)入可見(jiàn)光光學(xué)玻璃、紅外光學(xué)玻璃應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)；反射向下的平行光線首先經(jīng)過(guò)寬帶濾光片(5)、第一起偏器(6)、可調(diào)光闌(7)后，放置可見(jiàn)光光學(xué)玻璃樣品(8)，光線透過(guò)下方的參考片(9)、第一檢偏器(10)后應(yīng)力條紋成像在可見(jiàn)光相機(jī)(11)上，構(gòu)成可見(jiàn)光光學(xué)玻璃應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)；分束器(4)透射向右的平行光經(jīng)過(guò)窄帶濾光片(12)后成為單色平行光，經(jīng)第二起偏器(13)、可調(diào)光闌(14)、四分之一波片(16)、第二檢偏器(17)后將紅外光學(xué)玻璃樣品(15)的應(yīng)力條紋圖像成像在紅外相機(jī)(18)上，構(gòu)成紅外光學(xué)玻璃應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)。
進(jìn)一步地，本系統(tǒng)光源為全光譜波段發(fā)光的鹵素?zé)艄庠础?/p>
進(jìn)一步地，所述準(zhǔn)直系統(tǒng)根據(jù)準(zhǔn)直平行光的口徑來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，待測(cè)光學(xué)玻璃樣品的直徑應(yīng)小于準(zhǔn)直系統(tǒng)的口徑，可調(diào)光闌大小用于配合待測(cè)玻璃樣品直徑。
進(jìn)一步地，所述可見(jiàn)光光學(xué)玻璃應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)的寬帶濾光片導(dǎo)通波長(zhǎng)為380nm-780nm，第一起偏器和第一檢偏器為可見(jiàn)光消光偏振片，且兩塊偏振片為旋轉(zhuǎn)可調(diào)并帶角度。
進(jìn)一步地，所述可見(jiàn)光光學(xué)玻璃應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)的參考片為人眼敏感的紅色560nm的全波片。
進(jìn)一步地，所述紅外光學(xué)玻璃應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的窄帶濾光片(12)導(dǎo)通波長(zhǎng)與四分之一波片(16)波長(zhǎng)相同，均為980nm，第二起偏器和第二檢偏器為近紅外消光偏振片，且兩塊偏振片為旋轉(zhuǎn)可調(diào)并帶角度。
本實(shí)用新型產(chǎn)生的有益效果是：一種可見(jiàn)光、紅外光學(xué)玻璃雙通道應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)產(chǎn)生雙通道光路對(duì)兩種不同類(lèi)型的光學(xué)玻璃同時(shí)檢測(cè)，同時(shí)系統(tǒng)采用同一光源，大幅度節(jié)省了系統(tǒng)的體積。本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有方便、快捷、體積小等優(yōu)點(diǎn)。
附圖說(shuō)明
圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
其中：1.光源，2.光闌，3.準(zhǔn)直系統(tǒng)，4.分束器，5.寬帶濾光片，6.第一起偏器，7.可調(diào)光闌，8.可見(jiàn)光光學(xué)玻璃樣品，9.參考片，10.第一檢偏器，11.可見(jiàn)光相機(jī)，12.窄帶濾光片，13.第二起偏器，14.可調(diào)光闌，15紅外光學(xué)玻璃樣品，16.四分之一波片，17.第二檢偏器，18.紅外相機(jī)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
如圖1所示，一種可見(jiàn)光、紅外光學(xué)玻璃雙通道應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)，包括光源1、光闌2、準(zhǔn)直系統(tǒng)3、分束器4、寬帶濾光片5、第一起偏器6、可調(diào)光闌7、可見(jiàn)光光學(xué)玻璃樣品8、參考片9、第一檢偏器10、可見(jiàn)光相機(jī)11、窄帶濾光片12、第二起偏器13、可調(diào)光闌14、紅外光學(xué)玻璃樣品15、四分之一波片16、第二檢偏器17、紅外相機(jī)18；光源1發(fā)出來(lái)的光經(jīng)過(guò)之后的光闌2和準(zhǔn)直系統(tǒng)3發(fā)出的平行光，發(fā)出的平行光經(jīng)過(guò)分束器4分為兩束方向向下和方向向右平行光，分別進(jìn)入可見(jiàn)光光學(xué)玻璃、紅外光學(xué)玻璃應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)；反射向下的平行光線首先經(jīng)過(guò)寬帶濾光片5、第一起偏器6、可調(diào)光闌7后，放置可見(jiàn)光光學(xué)玻璃樣品8，光線透過(guò)下方的參考片9、第一檢偏器10后應(yīng)力條紋成像在可見(jiàn)光相機(jī)11上，構(gòu)成可見(jiàn)光光學(xué)玻璃應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)；分束器4透射向右的平行光經(jīng)過(guò)窄帶濾光片12后成為單色平行光，經(jīng)第二起偏器13、可調(diào)光闌14、四分之一波片16、第二檢偏器17后將紅外光學(xué)玻璃樣品15的應(yīng)力條紋圖像成像在紅外相機(jī)18上，構(gòu)成紅外光學(xué)玻璃應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)。
可見(jiàn)光光學(xué)玻璃應(yīng)力檢測(cè)方法如下：旋轉(zhuǎn)第一檢偏器10將從可見(jiàn)光相機(jī)11中成像的圖像為消光狀態(tài)，先后放入可見(jiàn)光光學(xué)玻璃樣品8，調(diào)節(jié)可調(diào)光闌7使得通光孔徑與光學(xué)玻璃樣品直徑一致，隨后放入?yún)⒖计?，從相機(jī)成像中的干涉條紋的圖像可以定性知道光程差大小，從而知道應(yīng)力大小分布；取出參考片9，旋轉(zhuǎn)第一檢偏器10直至可見(jiàn)光相機(jī)11為消光態(tài)，記錄旋轉(zhuǎn)角度，由公式可以知道應(yīng)力數(shù)值的確切數(shù)值。
紅外光學(xué)玻璃應(yīng)力檢測(cè)方法如下：旋轉(zhuǎn)第二檢偏器17將從紅外相機(jī)18中成像的圖像為消光狀態(tài)，放入四分之一波片16，旋轉(zhuǎn)四分之一波片使得紅外相機(jī)成像圖像為消光態(tài)，放入紅外光學(xué)玻璃樣品15，調(diào)節(jié)可調(diào)光闌14使得通光孔徑 與光學(xué)玻璃樣品直徑一致，所得圖像可知應(yīng)力分布，調(diào)節(jié)第二檢偏器17至消光態(tài)，記錄旋轉(zhuǎn)角度，由公式計(jì)算應(yīng)力數(shù)值大小。
檢測(cè)原理上來(lái)說(shuō)，當(dāng)一束進(jìn)入晶體時(shí)會(huì)發(fā)生雙折射，利用晶體的雙折射現(xiàn)象我們可以觀察到干涉圖像的存在，而當(dāng)玻璃內(nèi)部存在應(yīng)力時(shí)，光進(jìn)入光學(xué)玻璃內(nèi)部發(fā)生雙折射現(xiàn)象。一般來(lái)說(shuō)，存在應(yīng)力越大，雙折射現(xiàn)象越明顯。所以通過(guò)明干涉條紋的明銳度可以定性知道光學(xué)玻璃的應(yīng)力分布和應(yīng)力大小，定量計(jì)算光學(xué)玻璃應(yīng)力可以由公式：
δ＝Kd(δ1-δ2)
其中δ為光程差，K為光學(xué)材料的應(yīng)力常數(shù)，d為材料厚度，(δ1-δ2)為主應(yīng)力之差。
本裝置包括光源，準(zhǔn)直系統(tǒng)，分束器，可見(jiàn)光光學(xué)玻璃檢測(cè)模塊，紅外光學(xué)玻璃檢測(cè)模塊組成。
本系統(tǒng)光源為光譜發(fā)光波段豐富的鹵素?zé)艄庠础?/p>
所述準(zhǔn)直系統(tǒng)根據(jù)準(zhǔn)直平行光的口徑來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，待測(cè)光學(xué)玻璃樣品的直徑應(yīng)小于準(zhǔn)直系統(tǒng)的口徑，可調(diào)光闌大小用于配合待測(cè)玻璃樣品直徑。
在上面所述可見(jiàn)光光學(xué)玻璃應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)部分中，寬帶濾光片的導(dǎo)通波長(zhǎng)為380nm-780nm，第一起偏器和第一檢偏器為可見(jiàn)光消光偏振片，且兩塊偏振片為旋轉(zhuǎn)可調(diào)并帶角度，所述參考片為人眼敏感的紅色560nm的全波片。
所述紅外光學(xué)玻璃應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的窄帶濾光片導(dǎo)通波長(zhǎng)與四分之一波片波長(zhǎng)相同，為980nm，第二起偏器和第二檢偏器為近紅外消光偏振片，且兩塊偏振片為旋轉(zhuǎn)可調(diào)并帶角度。
以上所述僅為本實(shí)用新型專(zhuān)利的較佳實(shí)施方法，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。