[发明专利]用于确定折射率、中心张力或应力分布的设备和方法

说明书

提供了用于确定折射率、中心张力或应力分布的设备和方法。设备可包括至少部分由参比块的第一主表面限定并且被构造用于接收样品的腔体。所述设备可包括第一偏振切换光源，其被构造用于将第一偏振切换光束发射向腔体；以及被构造用于检测对应信号的第一检测器。所述设备可包括第二偏振切换光源，其被构造用于将第二偏振切换光束发射向腔体；以及被构造用于检测对应信号的第二检测器。第一参比块可位于第二检测器与第二参比块之间。确定估算应力分布的方法可包括根据所测的样品的延迟分布来确定中心张力。方法可包括根据样品的折射率分布来确定初始应力分布。方法可包括缩放和调整应力分布。

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119，要求2019年11月27日提交的第62/941,167号美国临时申请的优先权权益，其内容通过引用全文纳入本文。

技术领域

本公开一般涉及用于确定应力特性的设备和方法，更具体地，涉及用于确定折射率、中心张力或应力分布的设备和方法。

背景技术

光散射偏振法(LSP)使用散射的偏振光来确定样品的基于应力的特性，这些样品能够使光从样品材料内散射。用输入光以相对较浅的角度照射样品。使用光学补偿器，使光偏振在不同偏振状态之间连续变化。通过图像传感器检测散射光。样品中的应力导致沿着光路的光学延迟，并且应力的量与光学延迟的导数成比例。可以根据检测到的散射光强度分布来确定光学延迟的量，该散射光强度分布由于检测光的不同有效路径长度的相长和相消干涉而变化。可测量的应力相关性质包括应力分布、中心张力(CT)和压缩深度(DOC)。然而，测量可能经受噪声，并且对处于压缩的区域的测量可能是不可靠的。

折射近场(RNF)方法测量样品的折射率和双折射分布(并因此测量应力)。RNF方法使输入光穿过样品以及与被测量的样品接触的参比块。还使用棱镜将离开样品的光耦合到通过图像传感器测量的横向电(TE)模式谱和横向磁(TM)谱。对TE和TM模式谱进行分析，以取得应力相关特性，包括应力分布。然而，应力分布的大小可能并不可靠并且会在样品的厚度内漂移。

因此，需要更加可靠并且经受更低可变性的测量CT的方法。还需要利用RNF法进行更精确测量的设备和方法。此外，需要能够使用LSP和RNF来测量更精确的应力分布的组合设备以及使用该设备的方法。

概述

本文阐述了用于确定样品的折射率、中心张力或应力分布的设备和方法。用于利用LSP和RNF来测量的组合设备可简化和加速测量过程。而且，该组合设备降低了样品破裂的风险，这是因为相比于两个分开的设备，需要更少的搬动来将样品装载到组合设备中。使用组合设备的方法对于总应力分布还可产生更可靠的测量。

组合设备或LSP设备可用在测量中心张力(CT)的方法中。本公开的方法可产生更可靠的CT测量值，该测量值不包括在CT区域的边缘(例如，层压件中的层之间的界面)附近测量的噪声部分(例如，一个或多个端部)。通过在测量期间移动样品，本公开的方法还可产生更可靠的CT测量值，可以对其进行处理以产生具有更低噪声的平均强度分布。