[发明专利]一种红外光学材料应力测试装置及其测试方法

说明书

技术领域

本发明属于红外光学材料测试技术领域，涉及一种红外光学材料应力测试装置及其测试方法。本发明通过设计红外光学材料应力测试装置，使不透可见光的红外光学材料应力能够可视并能测量，特别是透过波段在0.78~25μm的不透可见光红外材料的应力测试。通过对该材料的应力测试对材料的制造、加工、镀膜和使用起到重要的作用。

背景技术

通常情况下，光学材料由于在制造过程中因降温热历史不同使得原本各向同性的玻璃材料产生内应力。当一束偏振光照射到有内应力存在的玻璃材料时，可将偏振光分解为两束振动方向相互垂直的O光和e光，因两者折射率不同，且存在相位差(也称：光程差)，故此现象称为应力双折射现象。因此，目前都采用偏振光来测试玻璃材料的内应力。光程差的量值大小直接反映了光学材料内部应力存在的严重程度，应力过大则不利于光学玻璃制品的冷加工，由应力双折射引起的光程差在光学玻璃通光面上各处都存在差异，显示了光学材料内部应力分布的不均匀，从而可以影响光学成像质量。

随着社会的发展，红外热成像技术在天网监视、安防、汽车及武器装备中的应用越来越广泛，锗单晶、硅单晶、硫系玻璃和多晶硅等红外材料的应用逐步向民用热成像系统、红外夜视仪的应用扩展，导致Ge单晶、硫系玻璃等不透可见光的光学元器件的用量飞速增长，因此稳定生产、加工成为降低成本制约因素。而该类材料具有较大的热膨胀系数，较高的应力就会使玻璃在冷加工过程中产生炸裂，此外元器件中有应力存在，同样影响热成像质量。由于该类材料属于不透可见光的红外光学材料，现有的偏光应力仪（测试波长为565nm）不能满足该类材料的应力测试。而随着高性能光学系统对高均匀性红外光学材料的需求，设计制作不透可见光红外光学材料的应力测试装置显得尤为重要，实现不透可见光的红外光学材料内应力可视测试方法的设计并制造相应装置，不仅可以满足不透可见光红外光学材料的应力测试要求，而且根据测试后的应力值来调整退火工艺从而达到预期应力标准，从而保证材料生产的稳定和后续精密加工不炸裂，提高镀膜的牢固性，有效解决高性能红外系统的需求，达到快速推广市场目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是设计并提供一种测量红外光学材料的应力测量装置及测试方法，特别适合不透可见光红外光学材料的测试装置，可以定量测定红外光学材料的应力大小。本发明具有操作方便、性能可靠、测试效率高等特点。本发明的设计能够实现不透可见光的红外光学材料的应力测试，从而可以进一步优化该类材料的生产工艺，使硅、锗晶体、硫系玻璃等不透可见光红外光学材料批量生产技术进一步提高，为生产出更高品质的产品奠定了基础，满足红外成像系统高清晰成像质量的需求。