首页 . 工学 . 光学工程 . 光学应用 . 光学测量 . 光学材料参数计量 . 光学材料应力双折射率测量

简易偏光仪法

/simple polariscope method/
条目作者徐德刚李吉宁
条目作者徐德刚

徐德刚

李吉宁

李吉宁

最后更新 2023-02-03
浏览 118
最后更新 2023-02-03
浏览 118
0 意见反馈 条目引用

简易偏光仪由起偏器和检偏器组成,二者的偏振轴互相垂直或平行。

英文名称
simple polariscope method
所属学科
光学工程

将有应力的圆玻璃板置于两个偏振器之间,根据视场看到的亮暗条纹判断玻璃试样中应力双折射的大小及主应力的方向。

为了有效地应用简易偏光仪,首先要对玻璃退火后应力分布的一般规律有所了解。假设圆玻璃板是放在圆柱形退火炉的中心进行退火的,而且炉内温度对称于炉轴线分布,这样退火后的玻璃的应力是对称于圆玻璃板中心分布的,如图1a所示。

图1 圆玻璃板大面和侧面的应力分布图1 圆玻璃板大面和侧面的应力分布

图中,分别表示切向应力和径向应力。圆玻璃板侧面的应力分布如图1b所示,图中表示中部应力。无论是还是都是指光束通过玻璃板整个厚度或沿直径通过后的综合应力,不是玻璃表面或某一层的应力。若玻璃板不放在炉子中央。或玻璃不是圆形的,应力分布都不同。可见,测边缘应力时,测量点应选在距入面边缘为直径的5%处,这时近似只有一个主应力,为切向压应力;测中部应力时,光线应垂直于c点通过玻璃,这时也只有一个主应力,为拉应力。沿厚度方向距中心各为玻瑞板厚度)的两个裁面上,应力为零,即有两个零应力面(图1b中的虚线所示),光线沿这两个面入射时,其双折射光程差皆为零。若光线垂直于大面入射,由于中心O点受到各方向相等的拉应力,故。距中心O为为圆玻璃板的半径)的圆周上各点的切向应力,仅有径向拉应力。根据图1所示的应力分布,可知通过起偏器的平行单色线偏振光分别通过圆玻璃板的大面和侧面后,经正交的检偏器看到的亮暗条纹分布情况,如图2所示。

图2 圆玻璃板大面和侧面的亮暗条纹图2 圆玻璃板大面和侧面的亮暗条纹

有应力的玻璃试样放在正交的起偏器P1和检偏器P2之间可以看到亮暗条纹,大面中心因双折射光程差为零故为暗圆斑;由中心到边缘双折射光程差逐渐增加,条纹变亮,应力较大时还会出现一至数个同心的亮暗相间的圆条纹,如果改用白光照射,亮暗条纹将变为彩色条纹,颜色相同的某一圆条纹的光程差也相同。这种因光程差变化而产生的条纹称为等色线。相邻两同色或等亮度的等色线之间光程差的变化量为,相位差的变化量为。在大面上还可以看到一个暗十字形的条纹。并且绕中心转动玻璃板时,暗十字条纹不动,若玻璃板不动,起偏器和检偏器一起转动,则暗十字条纹同步转。这是因为玻璃板上对应暗十字条纹中心的各点的径向应力和切向应力的方向,不是平行于偏振轴P1就是垂直于P1(平行于P2)。由前述应力与双折射的关系知,光振动方向平行应力方向,所以通过了玻璃板上对应暗十字条纹中心各点的光线不是仅有光,就是仅有光,而且它们的振动方向都平行于P1,因而都通不过检偏器而呈现暗纹。称因应力方向平行或垂直于偏振轴P1而产生的暗纹为等倾线。由等倾线的位置可知该处的主应力方向。知道了的等色线的位置后。即可根据等色线的分布情况估计出玻璃板的双折射光程差的分布情况。

相关条目

阅读历史

    意见反馈

    提 交

    感谢您的反馈

    我们会尽快处理您的反馈!
    您可以进入个人中心的反馈栏目查看反馈详情。
    谢谢!