O que é a birrefringência de estresse

Definição

A birrefringência de estresse também é conhecida como efeito fotoelástico. Sob a ação de pressão ou tensão, o índice de refração de meios isotrópicos transparentes mudará, mostrando assim anisotropia óptica. Se o meio for originalmente um cristal anisotrópico, a força externa fará com que ele produza uma birrefringência adicional. Se a tensão não for uniforme no cristal, a birrefringência não será uniforme. Assim, diferentes pontos na onda de luz que passa por ela produzem diferentes diferenças de fase. Usando o efeito de birrefringência de tensão, a diferença de fase dos materiais ópticos pode ser testada e a distribuição de tensão de várias estruturas mecânicas pode ser observada.

Em vários tipos de sistemas ópticos. Incluindo litografia óptica, lasers de alta energia, projetores LCD e telecomunicações,Birrefringência de estresseÉ um problema que precisa ser tratado. Por exemplo, sob a influência da ação mecânica externa, a mudança na distribuição de tensão no elemento da lente apresenta um estado de tensão de três vias generalizado. E as propriedades ópticas tornam-se anisotrópicas e não uniformes, o que causará aberração da frente de onda ou erro de polarização no sistema óptico.

Birefringência de estresse de materiais ópticos

O vidro óptico ideal é isotrópico. Mas durante o processo de recozimento, a tensão interna será gerada devido à temperatura inconsistente dentro e fora do vidro, ou à temperatura inconsistente no forno de recozimento. A existência de tensão interna no vidro óptico destrói a isotropia e produz birrefringência. Isso significa que quando um feixe de luz passa pelo vidro com tensão interna, dois feixes de luz com diferentes velocidades de propagação serão gerados. A birrefringência de tensão é medida pela diferença do caminho óptico por unidade de comprimento (nm/cm).

Fig1 direção da birrefringência de estresse em placas de vidro redondas

De acordo com os padrões internacionais, existem dois tipos principais de birrefringência de estresse no vidro, que existem no meio e na borda do vidro, respectivamente. O primeiro é descrito como a diferença do caminho óptico no comprimento da unidade no meio do lado mais longo. Este último é expresso como a maior diferença de caminho óptico no comprimento unitário 5% da borda do vidro. Ao proceder à medição, o feixe deve ser perpendicularmente incidente na superfície da amostra. Os pontos de medição e as direções incidentes do feixe no meio e na borda são mostrados como pontos A, B e I, II direções na Figura 1 (I é a direção do feixe para medir a tensão no meio; II é a direção do feixe para medir a tensão da borda).

De acordo com a lei de distribuição de tensão após o recozimento de vidro, cada ponto de medição no meio e na borda acima geralmente tem apenas uma tensão principal. E a direção do estresse é paralela à superfície do vidro. Desta forma, o feixe de medição deve ser perpendicularmente incidente na superfície, como as direções I e II na Figura 1. Se a diferença do caminho óptico por unidade de espessura for usada para medir a qualidade do vidro após o recozimento, a peça em branco de vidro recozido só pode ser moída ou polida na superfície, E não pode ser cortado. Porque a distribuição do estresse e a magnitude do estresse mudarão após o corte.

Outras aplicações

UmEquipamento de medição ópticaQue usa a birrefringência de estresse é chamada de Sistema de Medição de Birrefringência. É amplamente utilizado na medição da mecânica material. Para algumas peças de formato complexo na estrutura mecânica, a distribuição de tensão sob diferentes cargas é muito complexa. Podemos produzir um modelo correspondente com materiais transparentes e aplicar força mecânica ao modelo de acordo com a força real em uso. Usando o dispositivo de interferência de luz polarizada, a distribuição de tensão pode ser analisada.