Qu'est-ce que la biréfringence de stress

Définition

La biréfringence de stress est également connue sous le nom d'effet photoélastique. Sous l'action de la pression ou de la tension, l'indice de réfraction des milieux isotropes transparents changera, montrant ainsi une anisotropie optique. Si le milieu est à l'origine un cristal anisotrope, la force externe le fera produire une biréfringence supplémentaire. Si la contrainte n'est pas uniforme sur le cristal, la biréfringence ne sera pas uniforme. Ainsi, différents points de l'onde lumineuse qui la traverse produisent des différences de phase différentes. En utilisant l'effet de biréfringence de contrainte, la différence de phase des matériaux optiques peut être testée et la distribution de contrainte de diverses structures mécaniques peut être observée.

Dans divers types de systèmes optiques. Y compris la lithographie optique, les lasers à haute énergie, les projecteurs LCD et les télécommunications,Biréfringence de contrainteEst un problème qui doit être traité. Par exemple, sous l'influence de l'action mécanique externe, la répartition des contraintes changeante dans l'élément de lentille présente un état de contrainte à trois voies généralisé. Et les propriétés optiques deviennent anisotropes et non uniformes, ce qui provoquera une aberration du front d'onde ou une erreur de polarisation dans le système optique.

Biréfringence de stress des matériaux optiques

Le verre optique idéal est isotrope. Mais pendant le processus de recuit, une contrainte interne sera générée en raison de la température incohérente à l'intérieur et à l'extérieur du verre, ou de la température incohérente dans le four de recuit. L'existence d'une contrainte interne dans le verre optique détruit l'isotropie et produit de la biréfringence. Cela signifie que lorsqu'un faisceau de lumière traverse le verre avec une contrainte interne, deux faisceaux de lumière avec des vitesses de propagation différentes seront générés. La biréfringence de contrainte est mesurée par la différence de chemin optique par unité de longueur (nm/cm).

Biréfringence de la fig1 dans les plaques de verre rondes

Selon les normes internationales, il existe deux principaux types de biréfringence de contrainte dans le verre, qui existent respectivement au milieu et au bord du verre. Le premier est décrit comme la différence de chemin optique sur la longueur de l'unité au milieu du côté le plus long. Ce dernier est exprimé comme la plus grande différence de chemin optique sur la longueur de l'unité 5% à partir du bord du verre. Lors de la mesure, le faisceau doit être incitatif perpendiculairement sur la surface de l'échantillon. Les points de mesure et les directions incidentes du faisceau au milieu et au bord sont indiqués par les points A, B et I, II directions sur la figure 1 (I est la direction du faisceau pour mesurer la contrainte au milieu; II est la direction du faisceau pour mesurer la contrainte de bord).

Selon la loi de distribution des contraintes après recuit du verre, chaque point de mesure au milieu et au bord ci-dessus n'a généralement qu'une seule contrainte principale. Et la direction du stress est parallèle à la surface du verre. De cette manière, le faisceau de mesure doit être incitatif perpendiculairement à la surface, comme les directions I et II de la figure 1. Si la différence de chemin optique par unité d'épaisseur est utilisée pour mesurer la qualité du verre après recuit, l'ébauche de verre recuit ne peut être broyée ou polie que sur la surface, Et pas autorisé à être coupé. Parce que la distribution des contraintes et l'ampleur du stress vont changer après la coupure.

Autres applications

UnÉquipement de mesure optiqueQui utilise la biréfringence de contrainte est appelé un système de mesure de biréfringence. Il est largement utilisé dans la mesure de la mécanique des matériaux. Pour certaines pièces de forme complexe dans la structure mécanique, la répartition des contraintes sous différentes charges est très complexe. Nous pouvons produire un modèle correspondant avec des matériaux transparents et appliquer une force mécanique au modèle en fonction de la force réelle utilisée. En utilisant le dispositif d'interférence de lumière polarisée, la distribution de contrainte peut être analysée.