br> ⑶、旋轉(zhuǎn)紅外檢偏鏡的旋轉(zhuǎn)盤(pán)，直至計(jì)算機(jī)顯示器上視野內(nèi)最亮點(diǎn)變成黑色，記錄刻度盤(pán)旋轉(zhuǎn)的角度；
⑷、測(cè)試出該待測(cè)試樣厚度；
(5)、根據(jù)公式計(jì)算試樣的應(yīng)力。
[0014]本發(fā)明的設(shè)計(jì)是基于檢偏器角測(cè)量的補(bǔ)償，當(dāng)起偏鏡和分檢偏鏡形成45°角度時(shí)(具有矢量應(yīng)力)，橢圓偏振光就會(huì)產(chǎn)生行程差，從而就能對(duì)材料的應(yīng)力進(jìn)行檢測(cè)。本發(fā)明紅外光源設(shè)計(jì)采用發(fā)射光譜為近、中紅外的點(diǎn)光源，主要是考慮到被測(cè)試樣是透過(guò)波段
0.78-25 μ m的紅外光學(xué)材料，該材料不透可見(jiàn)光，無(wú)法采用現(xiàn)有光學(xué)玻璃偏振光應(yīng)力儀的可見(jiàn)光源(發(fā)射波長(zhǎng)為565nm)進(jìn)行測(cè)試，而本發(fā)明紅外光源所發(fā)射的光譜應(yīng)在材料的通光光譜區(qū)域內(nèi)，光源單位面積的輻射通量應(yīng)滿(mǎn)足紅外成像系統(tǒng)響應(yīng)要求。
[0015]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:可以實(shí)現(xiàn)不透可見(jiàn)光紅外光學(xué)材料的應(yīng)力測(cè)試，設(shè)備具有操作方便、性能可靠、測(cè)試效率高等特點(diǎn)，生產(chǎn)過(guò)程中能根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)優(yōu)化退火工藝，避免產(chǎn)品生產(chǎn)中出現(xiàn)炸裂，提高了生產(chǎn)良品率，保證了后續(xù)加工工序的要求，提高了成像質(zhì)量，保證了產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明主要適合不透可見(jiàn)光紅外光學(xué)材料的主要應(yīng)力測(cè)試。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是紅外光學(xué)材料應(yīng)力測(cè)試裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是紅外光學(xué)材料應(yīng)力測(cè)試裝置中信號(hào)接收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖3是紅外光學(xué)材料應(yīng)力測(cè)試圖。
[0019]圖中:1、紅外光源；2、準(zhǔn)直透鏡；3、黑色玻璃；4、紅外起偏鏡；5、信號(hào)發(fā)出裝置；6、試樣平臺(tái)；7、測(cè)試平臺(tái)；8、1/4波片；9、波片轉(zhuǎn)動(dòng)裝置；10、紅外檢偏鏡；11、檢偏鏡轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)；12信號(hào)接收系統(tǒng)；13、光纜；14、計(jì)算機(jī)采集處理顯示系統(tǒng)；15、紅外傳感器；16、低溫恒溫器；17、控制紅外傳感器的電子裝置；18、紅外傳感器輸出信號(hào)的模擬-數(shù)字處理的電子裝置；19、同步和數(shù)字信號(hào)處理的電子裝置；20、圖像數(shù)字輸出；21、模擬輸出視頻信號(hào)；22、電子計(jì)算機(jī)互換信息；23、電源。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，現(xiàn)列舉以下實(shí)例，并結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下。
[0021]本發(fā)明提供一種紅外光學(xué)材料應(yīng)力測(cè)試裝置，由紅外光源1、紅外光學(xué)系統(tǒng)、信號(hào)接收系統(tǒng)12、計(jì)算機(jī)采集處理顯示系統(tǒng)、測(cè)試平臺(tái)7五部分構(gòu)成。
[0022]考慮到被測(cè)試樣是透過(guò)波段0.78-25 μ m的紅外光學(xué)材料，紅外光源I設(shè)計(jì)采用發(fā)射光譜為近、中紅外的點(diǎn)光源、線(xiàn)光源或平面光源。一般選擇單波長(zhǎng)紅外激光二極管LF0-450、紅外氦氖激光光源，其發(fā)射光譜λ=1300ηπι或λ =3390nm ;該光源I的輸出功率一般為50mW左右，光線(xiàn)散度為25X40°。紅外光源I所發(fā)射的光譜應(yīng)在測(cè)試材料的通光光譜區(qū)域內(nèi)，光紅外光源I單位面積的輻射通量應(yīng)滿(mǎn)足紅外成像系統(tǒng)響應(yīng)要求。試紅外光源I位于準(zhǔn)直透鏡的焦點(diǎn)上。
[0023]紅外光學(xué)系統(tǒng)由黑色玻璃3、準(zhǔn)直透鏡2、紅外起偏鏡4、試樣平臺(tái)6、1/4波片8、紅外檢偏鏡10組成。紅外光源1、準(zhǔn)直透鏡2、黑色玻璃3、紅外起偏鏡4依次固定在測(cè)試平臺(tái)7—端的殼體內(nèi)，構(gòu)成信號(hào)發(fā)出裝置5。準(zhǔn)直透鏡2為凸透鏡，透過(guò)紅外光源發(fā)出的光線(xiàn)，而且光源位于透鏡的焦點(diǎn)上，這樣光源發(fā)出的電光源會(huì)準(zhǔn)直為均勻的平行光?？筛鶕?jù)光源選用透過(guò)波長(zhǎng)0.4-1.6 μ m的標(biāo)準(zhǔn)DCX透鏡、0.2-2.2 μ m的熔石英DCX透鏡、2.0-7.0ym的氟化鈣DCX透鏡等。
[0024]黑色玻璃3位于準(zhǔn)直透鏡2后，是表面經(jīng)過(guò)精磨處理的并可濾除可見(jiàn)光的毛玻璃，長(zhǎng)波截止波長(zhǎng)不小于0.78 μ m,主要是透過(guò)所需紅外光，濾掉可見(jiàn)光，從而保持紅外信號(hào)的敏感度。一般對(duì)于λ=1300ηπι的近紅外光源會(huì)選用普通的截止濾光玻璃，如HB850等；對(duì)于λ =3390nm的光源會(huì)選用單晶Si或單晶Ge ;這樣保證所選紅外光源的光線(xiàn)透過(guò)外，將可見(jiàn)波段光輻射濾除，黑色玻璃兩大面精磨，其作用是起到漫射屏的作用，將紅外光源發(fā)射出的光色散成均勻的漫射光。
[0025]紅外起偏鏡4和紅外檢偏鏡10使用透紅外光線(xiàn)的材料制備成鏡頭，且必須能夠透射紅外光源I發(fā)射出紅外波段的光譜。紅外起偏鏡4主要作用是將光源I發(fā)出的光線(xiàn)轉(zhuǎn)換成線(xiàn)偏振光。當(dāng)線(xiàn)偏振光照射到待測(cè)試樣后，如果試樣中存在應(yīng)力，就會(huì)產(chǎn)生雙折射現(xiàn)象，使線(xiàn)偏振光變換成橢圓偏振光。紅外檢偏鏡10固定在標(biāo)有刻度的檢偏鏡轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)11上，最小刻度值為1°，最大測(cè)量范圍為180°，當(dāng)檢偏鏡轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)11轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)紅外檢偏鏡10轉(zhuǎn)動(dòng)，即可測(cè)量旋轉(zhuǎn)的角度。紅外起偏鏡4和紅外檢偏鏡10選用線(xiàn)柵偏振片、全息偏振片或中波紅外偏振片。線(xiàn)柵偏振片基片材料為熔融石英，波長(zhǎng)范圍250nm~8ym,按照MIL-PRF-13830B的標(biāo)準(zhǔn)，要求偏振片表面質(zhì)量10/5。全息偏振片的波長(zhǎng)范圍為2 μ m~30 μ m，可選用BaF2晶體、ZnSe晶體、溴化鉈以及Ge單晶材料制造，在3 μ m的消光系數(shù)為150:1。近紅外波段還可選用透過(guò)波段350~2300nm的光學(xué)級(jí)方解石。中波紅外偏振片波長(zhǎng)范圍1.5-5 μ m，采用鈉鈣硅作為基片材料，厚度5mm，表面質(zhì)量60/40。
[0026]試樣平臺(tái)6設(shè)計(jì)位于紅外起偏鏡4和1/4波片8之間位置，該試樣平臺(tái)6采用螺旋式升降結(jié)構(gòu)。這樣可以根據(jù)放在試樣平臺(tái)6上待測(cè)試樣的規(guī)格不同進(jìn)行位置調(diào)整，保證待測(cè)試樣處于光面的中部位置。
[0027]在試樣的后面設(shè)計(jì)了 1/4波片8，即偏振分光鏡，1/4波片8應(yīng)透射紅外光源I發(fā)射的紅外光譜，且1/4波片8放置在紅外起偏鏡4和紅外檢偏鏡10之間。其主要作用是將通過(guò)存在應(yīng)力試樣后的橢圓偏振光轉(zhuǎn)換成線(xiàn)偏振光。一般1/4波片8可選用近紅外波段分光片，材料選用石英晶片，表面質(zhì)量60/40。紅外波段可選用通光波段2~8 μ m的CaF2分光片，要求平行度3弧分，表面質(zhì)量60/40，表面精度2 λ (λ=632.8ηπι)。1/4波片8的快軸與所述起偏鏡4的透光軸所成的角度為45°。
[0028]當(dāng)試樣中存在應(yīng)力時(shí)，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換后的線(xiàn)偏振光會(huì)發(fā)生偏移，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)紅外檢偏鏡10到一定位置后，會(huì)接受到1/4波片8轉(zhuǎn)換后的線(xiàn)偏振光。這樣根據(jù)紅外檢偏鏡10轉(zhuǎn)動(dòng)的角度就可以計(jì)算玻璃中存在的應(yīng)力大小。
[0029]信號(hào)接收系統(tǒng)12由紅外傳感器15、低溫恒溫器16，控制紅外傳感器的電子裝置17，紅外傳感器輸出信號(hào)的模擬-數(shù)字處理的電子裝置18，同步和數(shù)字信號(hào)處理的電子裝置19和電源23組成，位于測(cè)試平臺(tái)7的另一端。信號(hào)接收系統(tǒng)12即為信號(hào)接收處理裝置，其作用是目標(biāo)的紅外輻射轉(zhuǎn)化為電子信號(hào)，從而觀察和記錄其表面上的溫度變化。轉(zhuǎn)換是通過(guò)行間轉(zhuǎn)換和間行掃描紅外傳感器15，借助物鏡將觀察到的圖像投影顯示在成像傳感器15表面上。當(dāng)紅外檢偏器10接受的紅外線(xiàn)偏振光信號(hào)傳遞到紅外成像傳感器15上，該紅外成像傳感器15的作用是將紅外輻射信號(hào)轉(zhuǎn)化為電子信號(hào)，根據(jù)所測(cè)試樣的通光波段選擇可使用近、中紅外成像傳感器。一般接受近紅外光線(xiàn)的選用可見(jiàn)-近紅外InGaAs傳感器，光敏波段500nm~1700nm，可接受波長(zhǎng)1300nm的信號(hào)。接受中紅外光線(xiàn)的選用帶電荷耦合的硅矩陣感光片、InAsPSb, InAs、PbS、CdS、CdSe等可接受波長(zhǎng)3390nm的信號(hào)的探測(cè)器。信號(hào)接收系統(tǒng)12的電子裝置對(duì)紅外傳感器15輸出信號(hào)進(jìn)行放大、處理，并將其轉(zhuǎn)換成電視視頻信號(hào)，以及用于輸送到計(jì)算機(jī)采集處理顯示系統(tǒng)14中的數(shù)字信號(hào)。因此紅外應(yīng)力測(cè)試裝置主要是借助紅外成像傳感器15，將記錄的輻射分布信號(hào)轉(zhuǎn)化為溫度分布信號(hào)，通過(guò)計(jì)算機(jī)中的圖像處理來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其信號(hào)接收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2，紅外傳感器15安裝到低溫恒溫器16上，低溫恒溫器16保證將紅外傳感器冷卻至工作溫度，