專利名稱：測量光學(xué)材料的雙折射的系統(tǒng)和方法
相關(guān)申請本申請要求于2003年12月11日提交、申請?zhí)枮?0/733,792的美國專利申請的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容引用在此作為參考。
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)和方法，用于通過測量并分析光學(xué)材料(例如，玻璃板)中的雙折射(例如，應(yīng)力導(dǎo)致的雙折射，固有雙折射)來確定該光學(xué)材料的質(zhì)量。
相關(guān)技術(shù)雙折射是各向異性的光學(xué)材料的一個特征，其中折射率取決于在該光學(xué)材料中穿行的光的偏振方向。例如，與左右振蕩的偏振光相比，上下振蕩的偏振光在穿過光學(xué)材料時可能偏轉(zhuǎn)得更多。雙折射可以是光學(xué)材料(例如，石英晶體)的物理結(jié)構(gòu)所固有的，或者也可能是在光學(xué)材料(例如，玻璃板)中通過光彈性效應(yīng)由物理應(yīng)力所引入的。有許多公知的雙折射傳感器都可用來精確地測量光學(xué)材料中雙折射的大小和方向，如下面列出的一些專利和文章所述·R.Oldenbourg等人，“Polarized Light Microscopy”(偏振光鏡檢)，美國專利號為5,521,705，1996年5月28日。
·R.Oldenbourg等人，“New polarized light microscope with precisionuniversal compensator”(具有精確萬能補(bǔ)償器的新偏振光顯微鏡)，J.Microscopy，V.180，第140-147頁，1995年。
·B.Wang等人，“A new instrument for measuring both the magnitude andangle of low level linear birefringence”(用于測量低水平線性雙折射的大小和角度的新儀器)Rev.Sci.Instrum.，V.70，第3847-3854頁，1999年。
這些文章和專利的內(nèi)容引用在此作為參考。
康寧公司已經(jīng)開發(fā)出一種系統(tǒng)，可用公知的雙折射傳感器之一沿垂直于液晶顯示器(LCD)玻璃板所在平面的光軸來測量應(yīng)力導(dǎo)致的雙折射。這些應(yīng)力導(dǎo)致的雙折射的測量被用來確定該玻璃板內(nèi)部的應(yīng)力水平，而應(yīng)力水平則是玻璃板質(zhì)量的指標(biāo)。為了在玻璃板中執(zhí)行精確的應(yīng)力水平分析，沿著玻璃板的周邊或者在玻璃板的區(qū)域上方，要求進(jìn)行多次互不關(guān)聯(lián)的雙折射測量。為了獲得每一個互不相關(guān)的雙折射測量，系統(tǒng)首先將雙折射傳感器移動到玻璃板上的某一數(shù)據(jù)點(diǎn)。然后，系統(tǒng)讓雙折射傳感器停在該數(shù)據(jù)點(diǎn)，同時該傳感器在其多個光學(xué)狀態(tài)中循環(huán)并進(jìn)行多次功率透射測量，這些測量能夠計(jì)算出該數(shù)據(jù)點(diǎn)處的單個雙折射值。在確定了該數(shù)據(jù)點(diǎn)處的雙折射值之后，系統(tǒng)將雙折射傳感器移動到玻璃板上的下一個數(shù)據(jù)點(diǎn)。然后，系統(tǒng)使雙折射傳感器停止，同時傳感器在其多個光學(xué)狀態(tài)中循環(huán)并進(jìn)行多次功率透射測量，這些測量能夠計(jì)算出該數(shù)據(jù)點(diǎn)處的單個雙折射值。在玻璃板上的每一個數(shù)據(jù)點(diǎn)處都重復(fù)這種過程。
該常規(guī)系統(tǒng)具有一個缺點(diǎn)，它在玻璃板上一個數(shù)據(jù)點(diǎn)處執(zhí)行計(jì)算雙折射值所需的多次功率透射測量時要花相對較長的時間。并且可以理解，測量所得的雙折射值的總數(shù)目會與總測量時間彼此有矛盾，因?yàn)榇罅康碾p折射測量可提供更佳的空間分辨率，而總測量時間卻與雙折射測量的次數(shù)成比例地增大。另一種已經(jīng)被用來增大雙折射測量的空間分辨率而并不花太多時間的常規(guī)系統(tǒng)包括使用擴(kuò)束光學(xué)元件，將雙折射傳感器所發(fā)出的光學(xué)測量波束擴(kuò)展以對玻璃板上更大的面積進(jìn)行照明，并且使用像電荷耦合器件(CCD)陣列這樣的像素化檢測器。這種系統(tǒng)的靈敏度有限，因?yàn)镃CD陣列具有較小的動態(tài)范圍并且擴(kuò)束光學(xué)元件會使偏振削弱。盡管上述兩個系統(tǒng)能夠使人們通過測量并分析玻璃板中應(yīng)力導(dǎo)致的雙折射來成功地確定該光學(xué)材料的質(zhì)量，但是人們?nèi)匀黄谕峁┮环N可以克服常規(guī)系統(tǒng)的上述缺點(diǎn)和其它缺點(diǎn)的替換系統(tǒng)。這種需求和其它的需求正是由本發(fā)明的系統(tǒng)和方法來提供。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明包括一種用來測量光學(xué)材料(例如，玻璃板)中的雙折射(例如，應(yīng)力導(dǎo)致的雙折射，固有雙折射)的系統(tǒng)和方法，其方式是可以增大雙折射測量的取樣密度，同時在基本上不增加測量時間的情況下保持提高后的空間分辨率。該方法是一種掃描技術(shù)，其中將雙折射傳感器設(shè)置成第一光學(xué)狀態(tài)，然后在玻璃板上以恒定的速度在某一方向上移動，與此同時以高數(shù)據(jù)速率進(jìn)行第一功率透射測量。在此次移動結(jié)束時，將雙折射傳感器設(shè)置成第二光學(xué)狀態(tài)，然后以相同的速度在玻璃板上往回移動，與此同時進(jìn)行第二功率透射測量。該過程的重復(fù)次數(shù)與雙折射傳感器中的光學(xué)狀態(tài)的數(shù)目相同。然后，計(jì)算機(jī)用這些功率透射測量的分布圖來計(jì)算雙折射值，以便確定該玻璃板的質(zhì)量。


參照結(jié)合附圖進(jìn)行的以下詳細(xì)說明，便可以對本發(fā)明有更完整的理解，其中圖1是示出根據(jù)本發(fā)明用于測量玻璃板中應(yīng)力導(dǎo)致的雙折射的較佳系統(tǒng)的方框圖；圖2A是示出由圖1所示系統(tǒng)中的雙折射傳感器所測得的與玻璃板上位置有關(guān)的示例性功率透射測量的示圖；圖2B是示出與玻璃板上的位置有關(guān)的示例性雙折射值的示圖，這些雙折射值是通過分析圖2A中所示功率透射測量的分布圖而獲得的；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明用于測量玻璃板中應(yīng)力導(dǎo)致的雙折射的一種較佳方法的基本步驟的流程圖；圖4是詳細(xì)示出可用于圖1所示系統(tǒng)中的一種液晶可變延遲器雙折射傳感器的組件的示圖；以及圖5是示出與玻璃板上的位置有關(guān)的實(shí)際功率透射測量的示圖，這些測量是由圖1和4所示的系統(tǒng)和液晶可變延遲器雙折射傳感器所測量的。
具體實(shí)施例方式
參照圖1-5，有若干與根據(jù)本發(fā)明用于測量光學(xué)材料110(例如，玻璃板110)中應(yīng)力導(dǎo)致的雙折射的系統(tǒng)100和方法300相關(guān)聯(lián)的示圖。盡管在對本發(fā)明的系統(tǒng)100和方法300的描述中測量的是光學(xué)材料110中應(yīng)力導(dǎo)致的雙折射，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明并不限于測量應(yīng)力導(dǎo)致的雙折射，而是還可以用來測量固有雙折射或任何不管其來源的其它類型的雙折射。
如圖1所示，系統(tǒng)100包括計(jì)算機(jī)102、雙折射傳感器104和設(shè)備106(例如，步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動系統(tǒng)106，直羚動機(jī)和滾珠螺桿驅(qū)動器106)。設(shè)備106使雙折射傳感器104在玻璃板110上移動。在操作過程中，將雙折射傳感器104設(shè)置(圖3中的步驟302)成第一光學(xué)狀態(tài)，然后，設(shè)備106使雙折射傳感器104按預(yù)定的方向以基本恒定的速度在玻璃板110上從起始點(diǎn)108a移動到結(jié)束點(diǎn)108b，與此同時雙折射傳感器104發(fā)出并接收光學(xué)測量波束116，并沿玻璃板110上包括分立位置114a、114b…114f的路徑115進(jìn)行第一功率透射測量112(參看圖1和2A)。第一功率測量112被發(fā)送到計(jì)算機(jī)102，然后將雙折射傳感器104設(shè)置成第二光學(xué)狀態(tài)，且設(shè)備106使雙折射傳感器104在玻璃板110上按預(yù)定的方向以與之前相同的速度從結(jié)束點(diǎn)108b往回移動到起始點(diǎn)108a，與此同時雙折射傳感器104發(fā)出并接收光學(xué)測量波束116，并沿玻璃板110上包括分立位置114a、114b…114f的路徑115進(jìn)行第二功率透射測量118(參看圖1和2A)。第二功率測量118被發(fā)送到計(jì)算機(jī)102，然后重復(fù)該過程(圖3中的步驟304)，其重復(fù)次數(shù)與雙折射傳感器104中的光學(xué)狀態(tài)的數(shù)目相同。在本示例中有四種光學(xué)狀態(tài)，從而還要有兩次功率透射測量120和122，它們也是沿玻璃板110上包括分立位置114a、114b…114f的路徑115而測得的(參看圖1和2A)。然后，一旦完成該過程(圖3中的步驟302和304)，則計(jì)算機(jī)102通過使用功率透射測量112、118、120和122(參看圖2A)的組合，來計(jì)算(圖3中的步驟306)沿玻璃板110上路徑115的或分立位置114a、114b…114f處的雙折射值124a、124b…124f(參看圖2B)。最后，計(jì)算機(jī)102分析(圖3中的步驟308)雙折射值124a、124b…124f(參看圖2B)以便確定玻璃板110的質(zhì)量。應(yīng)該理解，圖2A和2B中的兩個曲線圖并沒有示出真實(shí)的數(shù)據(jù)，相反提供這些圖是為了幫助描述系統(tǒng)100和掃描方法300的操作過程。
與常規(guī)的點(diǎn)到點(diǎn)掃描方法相比，上文所描述的并且在圖3中示出的掃描方法300有了顯著的改進(jìn)。如上所述，在一個位置處要計(jì)算出一個雙折射值的常規(guī)掃描方法中，雙折射傳感器必須在該位置處進(jìn)行多次功率透射測量，其中針對雙折射傳感器中的每一種光學(xué)狀態(tài)都進(jìn)行一次功率透射測量。然后，將雙折射傳感器移到一個新位置，并且在新位置處執(zhí)行不同光學(xué)狀態(tài)下的另一組功率透射測量，以便能夠計(jì)算該位置處的雙折射值。在玻璃板上的每一個位置或數(shù)據(jù)點(diǎn)處重復(fù)該過程。結(jié)果，常規(guī)掃描方法所具有的雙折射取樣相當(dāng)粗糙。相反，方法300中的掃描步驟的不同之處是，隨著被設(shè)置成一種光學(xué)狀態(tài)的雙折射傳感器104在玻璃板110上沿路徑115的移動，在玻璃板110上的不同位置114a、114b…114f處進(jìn)行第一功率透射測量112。這樣，方法300便產(chǎn)生了作為玻璃板110上細(xì)密得多的相間隔位置114a、114b…114f的函數(shù)的第一功率透射測量112的分布圖。然后，將雙折射傳感器104設(shè)置成第二光學(xué)狀態(tài)，這樣它便可以進(jìn)行第二功率透射測量118。然后，雙折射傳感器104沿玻璃板110上的路徑115往回移動，與此同時產(chǎn)生了作為玻璃板110上位置114a、114b…114f的函數(shù)的第二功率透射測量118的分布圖。該過程重復(fù)n次，n取決于與雙折射傳感器104相關(guān)聯(lián)的光學(xué)狀態(tài)的數(shù)目。這樣，便以非常細(xì)密的取樣間隔記錄下了第n個功率分布圖。既然第n個功率透射測量112、118、120、122…讀數(shù)的存在于路徑115上的任何位置114a、114b、114c、114d、114e、114f…，那么便可以針對任一這些位置114a、114b、114c、114d、114e、114f…計(jì)算出雙折射值124a、124b、124d、124e、124f…。這樣，方法300的掃描技術(shù)的一個優(yōu)點(diǎn)便是，它具有細(xì)密得多的雙折射取樣間隔，與常規(guī)的點(diǎn)到點(diǎn)掃描方法相比可在更短的時間周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)與常規(guī)的點(diǎn)到點(diǎn)掃描方法相比時，與方法300的掃描技術(shù)相關(guān)聯(lián)的其它優(yōu)點(diǎn)包括(例如)·在附加時間量很小的情況下具有改進(jìn)極大的空間分辨率。
·雙折射傳感器104的性能穩(wěn)定性得到增強(qiáng)，因?yàn)楣饴氛{(diào)節(jié)周期的數(shù)目大為減少。
·可以高數(shù)據(jù)速率地獲取功率透射測量。
·測量成本有所降低，因?yàn)闇y量吞吐量顯著提高。
參照圖4，詳細(xì)示出了可用于系統(tǒng)100中的液晶可變延遲器雙折射傳感器104的組件。雙折射傳感器104包括汞燈400，它發(fā)出光學(xué)測量波束402，波束402照射玻璃板110，然后被置于玻璃板110后面/下面的鏡子404反射回去，然后穿過玻璃板110并進(jìn)入通用的光功率計(jì)406(檢測器406)。汞弧光燈400和檢測器406之間的光路還包括在照射一側(cè)，有干涉濾光片410(提供單色光)，線性偏振片412(安裝時其軸與參考軸成0度)，以及一對可變的液晶電光延遲器414和416(其主要的慢軸分別與參考軸成45度和0度)。在玻璃板110的成像一側(cè)的光路中并且在玻璃板110和檢測器406之間的，是右旋圓形檢偏器418。在本實(shí)施例中，可變的延遲器/電光調(diào)制器414和416都是液晶器件。在其它實(shí)施例中，可以使用其它可變的延遲器/電光調(diào)制器，比如，波克爾斯盒(Pockels cell)。相似的是，可以使用另一種光源，比如，白熾燈或激光器，來替代汞燈400。可以使用單色儀等來取代干涉濾光片410。正好位于玻璃板110之上的透鏡的使用是可選的。
當(dāng)用濾光片410和線性偏振片412首先對汞弧光燈400所產(chǎn)生的光線402進(jìn)行濾光、選出一窄波帶(例如，546毫米)并使其作為偏振光通過的時候，雙折射傳感器104才起作用。通過用延遲器驅(qū)動器420改變加在延遲器上的電壓，可將液晶可變延遲器414和416設(shè)置到不同的光學(xué)狀態(tài)。例如，在一個光學(xué)狀態(tài)中，延遲器414充當(dāng)四分之一(λ/4)波片而延遲器416則充當(dāng)半波片(λ/2)。當(dāng)被設(shè)置成四分之一波片時，可變延遲器414使線性偏振光402穿過它以便成為左旋圓偏振光。當(dāng)被設(shè)置成半波片時，可變延遲器416使左旋圓偏振光402穿過它以便成為右旋圓偏振光。來自延遲器416的右旋圓偏振光402照射玻璃板110上的(例如)分立位置114d，并且在玻璃板110上光線所通過的任何區(qū)域中，任何線性雙折射或二向色性都會致使通過該區(qū)域的光線變?yōu)闄E圓偏振。當(dāng)被鏡子404反射后，該橢偏光402將其手性從右旋變?yōu)樽笮?。?dāng)光線402往回穿過玻璃板110時，便遭遇了附加的偏振旋轉(zhuǎn)。因此，右旋圓檢偏器418所接收到的圖像包含橢偏光402。來自玻璃板110上各分立位置114a、114b…114f處的、穿過右旋圓檢偏器418的光線402的量以及落在檢測器406上的光線402的強(qiáng)度都取決于光線402的橢偏程度。由入射到檢測器406上的光線402所產(chǎn)生的圖像(比如，第一功率透射測量112)以相對快速的取樣速率加以記錄。來自檢測器406的信號被數(shù)字化并被轉(zhuǎn)變?yōu)橛糜诒硎緩?qiáng)度/功率透射測量122(例如)的整數(shù)值。該信息被發(fā)送到計(jì)算機(jī)102。然后，在雙折射傳感器104在玻璃板110上再次移動之前，由延遲器驅(qū)動器420來改變加在延遲器414和416上的電壓，從而改變光學(xué)狀態(tài)，或者改變?nèi)肷涞讲ＡО?10上各分立位置114a、114b…114f處的光線402的橢偏率、以及入射到檢測器406上的光線402的強(qiáng)度。雙折射傳感器104在玻璃板110上來回作不同移動的總次數(shù)取決于延遲器414和416要獲得足夠的功率透射測量112、118、120和122所需要改變的光學(xué)狀態(tài)的數(shù)目，從而使計(jì)算機(jī)102能夠確定玻璃板110上相應(yīng)位置114a、114b…114f處的雙折射值124a、124b…124f。通過閱讀在R.Oldenbourg等人的“New polarized light microscope with precision universalcompensator”(J.Microscopy，V.180，第140-147頁，1995年)中以及美國專利5,521,705中的另一種雙折射傳感器，便可發(fā)現(xiàn)與這種特定的雙折射傳感器104的組件和操作過程有關(guān)的更多細(xì)節(jié)。該文章和專利的內(nèi)容被引用在此。應(yīng)該理解，當(dāng)與像R.Oldenbourg的文章中所論及的一種傳統(tǒng)雙折射檢測器相比時，本申請中所使用的雙折射傳感器104具有增強(qiáng)的性能。
參照圖5，示出了實(shí)際功率透射測量對玻璃板110上的位置的曲線圖，這些測量是由圖1與4所示的系統(tǒng)100和液晶可變延遲器雙折射傳感器104所測得的(與圖2A比較)。該曲線圖中示出的延遲掃描出現(xiàn)在雙折射傳感器104在370毫米路徑上自動移動期間，該370毫米路徑長度包括25毫米的校準(zhǔn)滑動和275毫米的玻璃板110。
下面是本發(fā)明的系統(tǒng)100和方法300的一些優(yōu)點(diǎn)和用途·本發(fā)明包括一種新的掃描技術(shù)，其中雙折射測量數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)目大大增加，而總的測量時間基本上沒有增加。
·與常規(guī)的分立掃描技術(shù)相比，本發(fā)明的新掃描技術(shù)的一個優(yōu)點(diǎn)在于，它在時間基本上沒有增加太多的情況下極大地提高了用于玻璃應(yīng)力測量的空間分辨率。例如，對于移動速度為50毫米/秒并且功率透射讀取數(shù)據(jù)速率為50Hz的雙折射傳感器而言，在估計(jì)的160秒內(nèi)可對玻璃板上2000毫米的輪廓長度實(shí)現(xiàn)1毫米的取樣間隔。對于具有常規(guī)分立掃描技術(shù)的相同輪廓而言，使用相同類型的雙折射傳感器估計(jì)將用去8000秒。這種改進(jìn)的原因之一在于，在當(dāng)液晶可變延遲器雙折射傳感器進(jìn)行單次測量時的常規(guī)分立掃描技術(shù)中，一對可變延遲器被設(shè)置成四種不同的光學(xué)狀態(tài)，并且針對每一種光學(xué)狀態(tài)記錄通過玻璃板110的光透射。無論何時設(shè)置這些延遲器中的每一個，在可以進(jìn)行穩(wěn)定的功率透射測量之前，都需要附加的時間來容許LC調(diào)節(jié)和穩(wěn)定。對于各個分立的測量點(diǎn)而言，這些調(diào)節(jié)和穩(wěn)定的時間都是共同的，并且在常規(guī)的分立掃描技術(shù)中它們實(shí)質(zhì)上都提供給了整個取樣測量時間。
·本發(fā)明中所使用的雙折射傳感器并不需要像圖1和4所示的那樣將光線從位于玻璃板后面/下面的鏡子上反射掉。相反，可將雙折射傳感器配置成光線只通過玻璃板一次。在這種情況下，雙折射傳感器將在玻璃板兩側(cè)都具有多個組件。
·本發(fā)明中所使用的雙折射傳感器將未經(jīng)擴(kuò)展的光束發(fā)送到光學(xué)材料上，這使掃描步驟能夠避免在光路中添加削弱性能的光學(xué)元件，并且也使得高性能檢測器能夠得以使用。
·本發(fā)明的掃描技術(shù)可以使用任何雙折射傳感器，其中任何一次雙折射測量包括在不同的發(fā)射和/或檢測光學(xué)狀態(tài)下的多次讀取。R.Oldenbourg等人的“New polarized light microscope with precision universal compensator”(J.Microscopy，V.180，第140-147頁，1995年)以及美國專利5,521,705中詳細(xì)描述的傳感器便是一個示例。這種雙折射傳感器的另一個示例是B.Wang等人在“A new instrument for measuring both the magnitude and angle of low levellinear birefringence”(Rev.Sci.Instrum.，V.70，第3847-3854頁，1999年)中詳細(xì)描述的光彈性調(diào)制器(PEM)雙折射傳感器。
·上述LCD玻璃板110可以根據(jù)熔融工藝來制備，熔融工藝是生產(chǎn)LCD用玻璃板的較佳技術(shù)，因?yàn)榕c其它方法生產(chǎn)的板相比，熔融工藝生產(chǎn)的板的表面具有更佳的平整性和平滑度。美國專利3,338,696和3,682,609描述了這種熔融工藝，其內(nèi)容引用在此作為參考。
盡管本發(fā)明的一個實(shí)施例已在附圖中示出并已在前面的詳細(xì)說明中描述，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明并不限于所揭示的實(shí)施例，而是能夠在不背離權(quán)利要求書所闡明并界定的本發(fā)明的精神的情況下做出許多的再排列、修改和替換。
權(quán)利要求
1.一種用于測量光學(xué)材料中的雙折射的方法，所述方法包括如下步驟將雙折射傳感器設(shè)置成某一光學(xué)狀態(tài)，并且使所述雙折射傳感器在預(yù)定的方向上按基本上恒定的速度在所述光學(xué)材料上移動，與此同時在所述光學(xué)材料上多個分立位置的每一處進(jìn)行功率透射測量；重復(fù)所述設(shè)置步驟預(yù)定的次數(shù)，其中每一次所述雙折射傳感器都被設(shè)置成預(yù)定數(shù)目的光學(xué)狀態(tài)之一，并且在預(yù)定的方向上按基本上恒定的速度在所述光學(xué)材料上移動，與此同時在所述光學(xué)材料上多個分立位置的每一處進(jìn)行功率透射測量；并且用所述光學(xué)材料上每一個分立位置處測得的功率透射測量結(jié)果的組合來計(jì)算所述光學(xué)材料上各分立位置的雙折射值。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括分析所述雙折射值以確定所述光學(xué)材料的質(zhì)量的步驟。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述光學(xué)材料是玻璃板。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述雙折射傳感器是液晶可變延遲器雙折射傳感器。
5.一種系統(tǒng)，它包括計(jì)算機(jī)；雙折射傳感器；用于使所述雙折射傳感器在所述光學(xué)材料上移動的設(shè)備；以及所述雙折射傳感器被設(shè)置成第一光學(xué)狀態(tài)，然后，所述設(shè)備使其在預(yù)定的方向上按基本上恒定的速度從所述光學(xué)材料上的起始點(diǎn)移動到結(jié)束點(diǎn)，與此同時所述雙折射傳感器在所述光學(xué)材料上多個分立位置的每一處進(jìn)行第一功率透射測量，所述第一功率透射測量結(jié)果被發(fā)送到所述計(jì)算機(jī)，然后，所述雙折射傳感器被設(shè)置成第二光學(xué)狀態(tài)，所述設(shè)備使其在預(yù)定的方向上按基本上恒定的速度從所述光學(xué)材料上的結(jié)束點(diǎn)移動到起始點(diǎn)，與此同時所述雙折射傳感器在所述光學(xué)材料上多個分立位置的每一處進(jìn)行第二功率透射測量，所述第二功率透射測量結(jié)果被發(fā)送到所述計(jì)算機(jī)，這個過程重復(fù)許多次，重復(fù)的次數(shù)取決于與所述雙折射傳感器相關(guān)聯(lián)的光學(xué)狀態(tài)的數(shù)目，然后，一旦這個過程完成，所述計(jì)算機(jī)就用所述光學(xué)材料上各分立位置處測得的功率透射測量結(jié)果的組合來計(jì)算所述光學(xué)材料上各分立位置的雙折射值。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)分析所述雙折射值以確定所述光學(xué)材料的質(zhì)量。
7.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)材料是玻璃板。
8.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述雙折射傳感器是液晶可變延遲器雙折射傳感器。
9.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述設(shè)備是步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動系統(tǒng)。
10.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述設(shè)備是直羚動機(jī)和滾珠螺桿驅(qū)動器。
11.一種用于測量光學(xué)材料中的雙折射的方法，所述方法包括如下步驟將雙折射傳感器設(shè)置成第一狀態(tài)，并且使所述雙折射傳感器在預(yù)定的方向上按基本上恒定的速度從所述光學(xué)材料上的起始點(diǎn)移動到結(jié)束點(diǎn)，與此同時在所述光學(xué)材料上多個分立的位置處進(jìn)行第一功率透射測量；將雙折射傳感器設(shè)置成第二狀態(tài)，并且使所述雙折射傳感器在預(yù)定的方向上按基本上恒定的速度從所述光學(xué)材料上的結(jié)束點(diǎn)移動到起始點(diǎn)，與此同時在所述光學(xué)材料上多個分立的位置處進(jìn)行第二功率透射測量；將雙折射傳感器設(shè)置成第三狀態(tài)，并且使所述雙折射傳感器在預(yù)定的方向上按基本上恒定的速度從所述光學(xué)材料上的起始點(diǎn)移動到結(jié)束點(diǎn)，與此同時在所述光學(xué)材料上多個分立的位置處進(jìn)行第三功率透射測量；將雙折射傳感器設(shè)置成第四狀態(tài)，并且使所述雙折射傳感器在預(yù)定的方向上按基本上恒定的速度從所述光學(xué)材料上的結(jié)束點(diǎn)移動到起始點(diǎn)，與此同時在所述光學(xué)材料上多個分立的位置處進(jìn)行第四功率透射測量；并且用所述光學(xué)材料上各分立位置處測得的第一、第二、第三和第四功率透射測量結(jié)果來計(jì)算所述光學(xué)材料上各分立位置處的雙折射值。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括分析所述雙折射值以確定所述光學(xué)材料的質(zhì)量的步驟。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述光學(xué)材料是玻璃板。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述雙折射傳感器是液晶可變延遲器雙折射傳感器。
15.一種用于測量光學(xué)材料中的雙折射的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)；雙折射傳感器；用于使所述雙折射傳感器在所述光學(xué)材料上移動的設(shè)備；所述雙折射傳感器被設(shè)置成第一光學(xué)狀態(tài)，并且所述設(shè)備使所述雙折射傳感器在預(yù)定的方向上按基本上恒定的速度從所述光學(xué)材料上的起始點(diǎn)移動到結(jié)束點(diǎn)，與此同時所述計(jì)算機(jī)從所述雙折射傳感器中獲得所述光學(xué)材料上多個分立位置中每一處的第一功率透射測量結(jié)果；所述雙折射傳感器被設(shè)置成第二光學(xué)狀態(tài)，并且所述設(shè)備使所述雙折射傳感器在預(yù)定的方向上按基本上恒定的速度從所述光學(xué)材料上的結(jié)束點(diǎn)移動到起始點(diǎn)，與此同時所述計(jì)算機(jī)從所述雙折射傳感器中獲得所述光學(xué)材料上多個分立位置中每一處的第二功率透射測量結(jié)果；所述雙折射傳感器被設(shè)置成第三光學(xué)狀態(tài)，并且所述設(shè)備使所述雙折射傳感器在預(yù)定的方向上按基本上恒定的速度從所述光學(xué)材料上的起始點(diǎn)移動到結(jié)束點(diǎn)，與此同時所述計(jì)算機(jī)從所述雙折射傳感器中獲得所述光學(xué)材料上多個分立位置中每一處的第三功率透射測量結(jié)果；所述雙折射傳感器被設(shè)置成第四光學(xué)狀態(tài)，并且所述設(shè)備使所述雙折射傳感器在預(yù)定的方向上按基本上恒定的速度從所述光學(xué)材料上的結(jié)束點(diǎn)移動到起始點(diǎn)，與此同時所述計(jì)算機(jī)從所述雙折射傳感器中獲得所述光學(xué)材料上多個分立位置中每一處的第四功率透射測量結(jié)果；并且所述計(jì)算機(jī)用所述光學(xué)材料上各分立位置處測得的第一、第二、第三和第四功率透射測量結(jié)果的組合來計(jì)算所述光學(xué)材料上各分立位置處的雙折射值。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)分析所述雙折射值以確定所述光學(xué)材料的質(zhì)量。
17.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)材料是玻璃板。
18.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述雙折射傳感器是液晶可變延遲器雙折射傳感器。
19.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述設(shè)備是步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動系統(tǒng)。
20.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述設(shè)備是直羚動機(jī)和滾珠螺桿驅(qū)動器。
全文摘要
本文揭示了一種系統(tǒng)和方法，用于通過測量并分析光學(xué)材料(例如，玻璃板)中的雙折射(例如，應(yīng)力導(dǎo)致的雙折射，固有雙折射)來確定該光學(xué)材料的質(zhì)量。該方法是一種掃描技術(shù)，其中將雙折射傳感器設(shè)置成第一光學(xué)狀態(tài)，然后該雙折射傳感器沿某一方向以恒定的速度在玻璃板上移動，與此同時以高數(shù)據(jù)速率進(jìn)行第一功率透射測量。在此次移動結(jié)束時，將雙折射傳感器設(shè)置成第二光學(xué)狀態(tài)，然后以相同的速度在玻璃板上往回移動，與此同時進(jìn)行第二功率透射測量。重復(fù)該過程，其重復(fù)次數(shù)與雙折射傳感器中的光學(xué)狀態(tài)的數(shù)目相同。然后，計(jì)算機(jī)用功率透射測量的分布圖來計(jì)算雙折射值，以便確定該玻璃板的質(zhì)量。
文檔編號G01N21/21GK1894568SQ200480037088
公開日2007年1月10日 申請日期2004年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月11日
發(fā)明者R·W·夏普斯 申請人:康寧股份有限公司