[发明专利]一种利用光干涉法测量光学平板玻璃剪切模量的方法

说明书

本发明公开了一种利用光干涉法测量光学平板玻璃剪切模量的方法，具体按照以下步骤实施：步骤1：通过螺丝施加应力于光学平板玻璃，并通过测量仪器显示应力传感器测量的应力，记录下应力的大小；步骤2：保持步骤1中的应力不变，通过读数显微镜读取在该应力下牛顿环干涉图像中心黑斑的直径Q，然后计算出黑斑的半径r；步骤3：通过螺丝改变应力的值，重复步骤1和步骤2，得到光学平板玻璃的不同应力及对应不同应力情况下牛顿环干涉图像中心黑斑的直径Q及半径r；步骤4：计算光学平板玻璃的剪切模量G。本发明测量方法简单，且测量周期相比传统缩短，测量应用范围扩大，没有大量的材料耗损，测量性重复好，且可用于测量小样品光学平板玻璃。

技术领域

本发明属于应用光学设备技术领域，涉及一种利用光干涉法测量光学平板玻璃剪切模量的方法。

背景技术

传统的光学平板玻璃剪切模量的测量方法通过以下步骤测得：(1)测量试件的几何尺寸，确定加载的方案；(2)预加载荷到略小于终载，然后卸载，调整扭角仪各部位使其处于良好的状态；(3)每增加一次荷载记录千分尺的读数，直至当次实验完成；(4)然后重复上述过程3到4次。传统的方法一般加载复杂，微小加载变化很小，大型加载造成实验困难度的增加。测量周期很长，并且都是大样品测量。除此之外，传统对小样品光学平板玻璃剪切模量的测量方法很少，造成了测量方面的缺陷。一般在实验室等地方所用到的光学平板玻璃样品为小样品，如需知道它们的剪切模量需得找到光学平板玻璃样品的出厂厂家，购买原装大块材料进行测量，寻找专门的测量机构测量。

而用牛顿环光干涉法可以解决以上问题。牛顿环仪一般由一块曲率半径很大的待测平凸透镜和一块光学平板玻璃构成，采用波长589.3nm的钠黄光光源进行测量，钠黄光经反射镜反射以后垂直入射到牛顿环仪上，可在平凸透镜的表面产生等厚干涉环条纹(包括明环和暗环)，改变螺丝的松紧，干涉条纹会随之发生改变。本发明在此现象的基础上深入研究牛顿环干涉图像与光学平板玻璃剪切模量的变换关系，得出了一种基于光干涉法测量光学平板玻璃剪切模量的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用光干涉法测量光学平板玻璃剪切模量的方法，解决了现有测量方法难以测量小尺寸光学平板玻璃的剪切模量，以及测量方法复杂、周期性长的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种利用光干涉法测量光学平板玻璃剪切模量的方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1：通过螺丝施加应力于光学平板玻璃，并通过测量仪器显示应力传感器测量的应力，记录下应力的大小；

步骤2：保持步骤1中的应力不变，利用钠光源发出钠光，钠光经反射镜反射后垂直入射到平凸透镜上，通过读数显微镜读取在该应力下牛顿环干涉图像中心黑斑的直径Q，然后计算出黑斑的半径r；

步骤3：通过螺丝改变应力的值，重复步骤1和步骤2，得到光学平板玻璃的不同应力及对应不同应力情况下牛顿环干涉图像中心黑斑的直径Q及半径r；

步骤4：利用步骤3测得的数据，得到光学平板玻璃的剪切模量G：

其中，σ为光学平板玻璃的中心应力，G为光学平板玻璃的剪切模量，μ为光学平板玻璃的泊松比，a为光学平板玻璃的半径，r为牛顿环干涉条纹黑斑的半径，R为平凸透镜的标准曲率半径，h为光学平板玻璃的厚度。

本发明的特点还在于：