[发明专利]一种透明材料应力光学系数的标定装置

权利要求书

1.一种透明材料应力光学系数的标定装置，其特征在于，包括：

拉力机构，包括用于放置待检测透明材料标准件的样品槽，用于对所述待检测透明材料标准件施加不同大小的轴向拉力；

光源发生装置，用于产生可见光束；

测试光路机构，包括沿入射光方向依次设置的聚焦透镜、起偏器、检偏器及衰减片，所述起偏器和检偏器均配置有对应的角度刻度盘，用于调整所述起偏器与检偏器的偏振方向；所述测试光路机构的光路与样品槽中放置的待检测透明材料标准件的主平面垂直，用于接收所述可见光束，以及，用于获得测试环境本底光强、可见光束入射时对应的预设波段范围内不同波长的出射光的光强和待检测透明材料标准件处于不同大小的轴向拉力时对应的预设波段范围内出射光的光强；

处理器，用于基于所述可见光束入射时对应的预设波段范围内不同波长的出射光的光强、测试环境本底光强以及待检测透明材料标准件处于不同大小的轴向拉力时对应的预设波段范围内出射光的光强，利用数值拟合法获得所述待检测透明材料标准件的内应力与光程差间的映射关系，并根据该映射关系对所述待检测透明材料标准件的应力光学系数进行标定；其中，

所述处理器通过下述方式对所述待检测透明材料标准件的应力光学系数进行标定：基于所述可见光束入射时对应的预设波段范围内不同波长的出射光的光强建立不同波长的出射光与对应的光强间的第一函数；基于第一函数、测试环境本底光强以及待检测透明材料标准件处于每一轴向拉力时对应获得的预设波段范围内出射光的光强，通过数值拟合法拟合获得不同大小的轴向拉力下对应的光程差；计算得到不同大小的轴向拉力下对应的待检测透明材料标准件的内应力，结合不同大小的轴向拉力下对应的光程差进而获得待检测透明材料标准件的内应力与光程差间的映射关系；根据该映射关系通过下述公式获得待检测透明材料标准件的应力光学系数：

δ＝Cdσ

其中，σ表示待检测透明材料标准件的内应力，δ表示对应的光程差，d表示待检测透明材料标准件的厚度，C表示待检测透明材料标准件的应力光学系数。

2.根据权利要求1所述的透明材料应力光学系数的标定装置，其特征在于，所述处理器还用于，基于可见光束入射时对应的预设波段范围内不同波长的出射光的光强、测试环境本底光强以及待检测透明材料标准件处于不同大小的轴向拉力时对应的预设波段范围内出射光的光强，利用函数关系通过数值拟合法拟合获得不同大小的轴向拉力下对应的光程差，所利用的函数关系为：

其中，I(λ)表示待检测透明材料标准件处于不同大小的轴向拉力时对应获得的预设波段范围内出射光的光强，I_BG(λ)表示测试环境本底光强，a(λ)²表示可见光束入射时对应的预设波段范围内不同波长的出射光的光强，δ表示光程差，λ表示预设波段范围内出射光的波长，θ表示起偏器的偏振方向与拉力机构施加拉力的方向间的夹角。

3.根据权利要求2所述的透明材料应力光学系数的标定装置，其特征在于，通过数值拟合法进行拟合时，还包括拟合获得sin²(2θ)，并将sin²(2θ)的值与1进行比较，以判断拟合的准确度。

4.根据权利要求1所述的透明材料应力光学系数的标定装置，其特征在于，所述待检测透明材料标准件设置于所述起偏器和检偏器之间，且平行于所述起偏器和检偏器；

通过设置所述起偏器和检偏器的偏振方向平行，测量获得可见光束入射时对应的预设波段范围内不同波长的出射光的光强；

通过设置所述起偏器和检偏器的偏振方向正交，测量获得测试环境本底光强；

通过设置所述起偏器和检偏器的偏振方向正交，并调整起偏器偏振方向与拉力机构施加拉力的方向间的夹角为45°，测量获得待检测透明材料标准件处于不同大小的轴向拉力时对应的预设波段范围内出射光的光强。