GB∕ T 32561.5-2022 紅外光學(xué)硫系玻璃測(cè)試方法 第5部分：應(yīng)力雙折射（正式版）

GB/T32561.5—2022紅外光學(xué)硫系玻璃測(cè)試方法國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)IGB/T32561.5—2022本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件是GB/T32561《紅外光學(xué)硫系玻璃測(cè)試方法》的第5部分。GB/T32561已經(jīng)發(fā)布了以下部分：——第3部分：雜質(zhì)；—第4部分：光吸收系數(shù)； 第5部分：應(yīng)力雙折射。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出。本文件由全國(guó)光學(xué)和光子學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC103)歸口。華光信息材料有限公司、中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院有限公司、中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所、中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所、中國(guó)兵器工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化研究所、有研國(guó)晶輝新材料有限公司、江蘇鐵錨玻璃股份有限公司。ⅡGB/T32561.5—2022方的共同效益。GB/T32561《紅外光學(xué)硫系玻璃測(cè)試方法》描述了紅外光學(xué)硫系玻璃的各項(xiàng)性能參數(shù) 第1部分：均勻性。目的在于規(guī)定紅外光學(xué)硫系玻璃的內(nèi)部均勻性的測(cè)試方法 ——第2部分：條紋度。目的在于規(guī)定紅外光學(xué)硫系玻璃的內(nèi)部條紋度的測(cè)試方法?！?部分：光吸收系數(shù)。目的在于規(guī)定紅外光學(xué)硫系玻璃的光吸收系數(shù)的測(cè)試方法。——第5部分：應(yīng)力雙折射。目的在于規(guī)定紅外光學(xué)硫系玻璃的應(yīng)力雙折射的測(cè)試方法。GB/T32561系列標(biāo)準(zhǔn)的5個(gè)部分分別對(duì)應(yīng)了紅外光學(xué)硫系玻璃在使用過程中的5個(gè)重要性能參數(shù)的測(cè)試方法。本文件是GB/T32561的第5部分，針對(duì)的是紅外硫系玻璃的應(yīng)力雙折射的測(cè)試方法。應(yīng)力雙折射用于表征硫系玻璃內(nèi)部存在應(yīng)力時(shí)對(duì)不同偏振方向的光波產(chǎn)生的折射率變化，是各個(gè)硫系1GB/T32561.5—2022紅外光學(xué)硫系玻璃測(cè)試方法第5部分：應(yīng)力雙折射1范圍試數(shù)據(jù)處理等試驗(yàn)方法。本文件適用于紅外光學(xué)硫系玻璃應(yīng)力雙折射的測(cè)試。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文本文件。GB/T36265—2018紅外光學(xué)玻璃3.1應(yīng)力雙折射stressbirefringence注：紅外光學(xué)硫系玻璃是一種各向同性材料。如果玻璃內(nèi)有應(yīng)力，就會(huì)呈現(xiàn)光學(xué)各向異性。3.2光程差opticalpathdifference偏振光通過有應(yīng)力的玻璃時(shí)產(chǎn)生雙折射，沿著玻璃內(nèi)兩個(gè)主應(yīng)力方向分解的偏振光在玻璃中的傳注：本文件中的光程差特指由應(yīng)力雙折射引起的兩束光的光程差。3.3紅外光學(xué)硫系玻璃infraredchalcogenideglass采用元素周期表中第VIA族的S、Se、Te三種元素與其他如Ge、Ga、As、Sb等金屬元素組合形成4原理2GB/T32561.5—2022品后由于應(yīng)力雙折射導(dǎo)致光程差，測(cè)試原理如圖1所示。設(shè)置起偏器和檢偏器的通光方向正交，四分之一波片的光軸與起偏器通光方向一致，被測(cè)樣品觀測(cè)點(diǎn)的主應(yīng)力方向與起偏器的通光方向成45°角。振面將發(fā)生旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度與樣品的雙折射光程差δ成正比，通過旋轉(zhuǎn)檢偏器測(cè)量其偏振面的旋轉(zhuǎn)角5測(cè)試條件b)相對(duì)濕度小于70%;c)測(cè)試臺(tái)隔振周期小于3Hz/s,隔振振幅小于0.15mm;d)氣流速度小于0.2m/s。6儀器設(shè)備外成像物鏡和探測(cè)器組成，所需的測(cè)試裝置見圖1。6.2紅外光源系統(tǒng)紅外光源的輻射光譜應(yīng)通過紅外光學(xué)硫系玻璃透過光譜區(qū)域內(nèi)。光源依據(jù)測(cè)試波段的不同分別選3GB/T32561.5—2022動(dòng)應(yīng)在±2.5%的區(qū)間內(nèi)。光源系統(tǒng)所采用的擴(kuò)束準(zhǔn)直系統(tǒng)應(yīng)選用與待測(cè)紅外光學(xué)硫系玻璃樣品具有類似寬度并能透過光譜的紅外材料。準(zhǔn)直后的光束平行度應(yīng)小于1。可通過光源的控制電路進(jìn)行光源出射功率調(diào)節(jié)。透過率不低于80%,偏振度大于30dB,波前畸變小于λ/4。起偏器和檢偏器帶有可旋轉(zhuǎn)的刻度根據(jù)測(cè)試波段的不同選擇對(duì)應(yīng)的紅外探測(cè)器，紅外成像和紅外探測(cè)器陣列的選擇與安裝應(yīng)保證通過檢偏器后產(chǎn)生的紅外干涉圖案是清晰成像。6.7厚度測(cè)量?jī)x7.1待測(cè)玻璃樣品應(yīng)事先經(jīng)過退火處理，并使用玻璃內(nèi)部缺陷檢測(cè)儀檢測(cè)，玻璃內(nèi)部條紋按照GB/T36265—2018中5.4的條紋度等級(jí)A的規(guī)定，應(yīng)無(wú)明顯的條紋陰影存在。7.3兩個(gè)通光面應(yīng)精密拋光，樣品的表面粗糙度Ra應(yīng)不大于0.05μm,兩個(gè)通光面構(gòu)成的楔角應(yīng)小7.4拋光后的紅外光學(xué)硫系玻璃樣品應(yīng)存放在密閉干燥器內(nèi)。7.5測(cè)試前樣品在測(cè)試室內(nèi)的恒溫時(shí)間應(yīng)不低于24h。8.1.1按照?qǐng)D1所示原理圖搭建四分之一波片法偏光應(yīng)力雙折射測(cè)試裝置。8.1.2選用量程和精度適宜的量具測(cè)量樣品應(yīng)力測(cè)量方向的通光厚度d。4GB/T32561.5—2022圖2中部應(yīng)力測(cè)試方向8.1.4測(cè)量邊緣應(yīng)力時(shí)，按圖3要求對(duì)被測(cè)樣品的通光觀測(cè)面做好測(cè)量標(biāo)記，被測(cè)點(diǎn)應(yīng)位于圖中虛線位置上。4——測(cè)試點(diǎn)4。定此位置為零位狀態(tài)點(diǎn)。8.2中部應(yīng)力測(cè)試試驗(yàn)步驟8.2.1在檢測(cè)器處于零位狀態(tài)時(shí)觀察被測(cè)樣品，如發(fā)現(xiàn)干涉暗帶為兩條，則干涉級(jí)次N=0。轉(zhuǎn)動(dòng)檢偏器，使兩條干涉暗帶向中部靠攏并重合，直到最暗。讀取檢偏器轉(zhuǎn)動(dòng)的角度α,并用公式(1)計(jì)算光程8.2.2在檢偏器處于零位狀態(tài)時(shí)觀察被測(cè)樣品，如發(fā)現(xiàn)有時(shí)的干涉級(jí)次N等于干涉暗帶對(duì)數(shù)減去1);轉(zhuǎn)動(dòng)檢偏器，使最靠近樣品中部的兩條暗帶向中部靠攏，5GB/T32561.5—20228.2.3從上述測(cè)值中選出最大總光程差δmx,并用公式(3)計(jì)算單位厚度的光程差δn。如被測(cè)樣品為退火后再切割的玻璃，則需要分別測(cè)量并計(jì)算其最長(zhǎng)邊和次長(zhǎng)邊兩個(gè)方向單位厚度的光程差δ。,并以二者的最大值作為測(cè)量結(jié)果。8.3邊緣應(yīng)力的測(cè)試步驟8.3.1在檢偏器處于零位狀態(tài)時(shí)觀察被測(cè)樣品，如發(fā)現(xiàn)干涉暗帶為1條，則干涉級(jí)次N=0,轉(zhuǎn)動(dòng)檢偏器，使樣品中的干涉帶由中心向邊緣擴(kuò)展，并使干涉暗帶中心線與測(cè)量點(diǎn)重合，讀取檢偏器轉(zhuǎn)動(dòng)的角度α,用公式(1)計(jì)算光程差δ,并記錄為該測(cè)量點(diǎn)的光程差δ。8.3.2在檢偏器處于零位狀態(tài)時(shí)，如發(fā)現(xiàn)有兩條以上的干涉帶，則干涉級(jí)次N≠0,(此時(shí)的干涉級(jí)次N等于干涉帶條數(shù)減去1),轉(zhuǎn)動(dòng)檢偏器，將樣品中最外邊的那條干涉暗帶由中心向邊緣擴(kuò)展，并使干涉暗帶中心線與1個(gè)測(cè)量點(diǎn)重合，讀取檢偏器轉(zhuǎn)動(dòng)的角度α,用公式(2)計(jì)算總光程差δr,并記錄為該測(cè)量點(diǎn)8.3.3重復(fù)8.3.1和8.3.2操作，分別測(cè)出其余各測(cè)量點(diǎn)的總光程差，δT?,δT?,δT?,…,從中選出最大總光程差δmax,并用公式(3)計(jì)算單位厚度的光程差δ。9測(cè)試數(shù)據(jù)處理9.1旋轉(zhuǎn)角與樣品的雙折射光程差δ成正比，可用公式(1)計(jì)算光程差δ。式中：…………λ——測(cè)試用單色光波長(zhǎng)，單位為納米(nm);α——檢偏器旋轉(zhuǎn)角，單位為度()。9.2總光程差δT可用公式(2)計(jì)算。式中：δT——總光程差，單位為納米(nm);N——干涉級(jí)次；λ測(cè)試用單色光波長(zhǎng)，單位為納米(nm);9.3將測(cè)量所得的最大總光程差δmx和應(yīng)力測(cè)量方向的通光厚度d代入公式(3),計(jì)算樣品單位厚度的光程差δ:式中：δ?！獦悠穯挝缓穸鹊墓獬滩?，單位為納米每厘米(nm/cm);d——樣品應(yīng)力測(cè)量方向的通光厚度，單位為厘米(cm)。9.4最大總光程差的測(cè)量不確定度(u)在1550nm波段時(shí)：u<5nm;在3.39μm波段時(shí)：u<10nm;6GB/T32561.5—2022測(cè)試報(bào)告應(yīng)包含以下內(nèi)容：a)測(cè)試單位及其聯(lián)系方式；b)委托單位；f)測(cè)試波長(zhǎng)；g)試樣的應(yīng)力雙折射數(shù)值；h)測(cè)試日期；i)測(cè)試人員和復(fù)核人員簽名。注：紅外光學(xué)硫系玻璃應(yīng)力雙折射檢測(cè)報(bào)告格式見附錄A。7GB/T32561.5—2022(資料性)紅外光學(xué)硫系玻璃應(yīng)力雙折射檢測(cè)報(bào)告格式紅外光學(xué)硫系玻璃應(yīng)力雙折射檢測(cè)報(bào)告的格式見表A.1。表A.1紅外光學(xué)硫系玻璃應(yīng)力雙折射檢測(cè)報(bào)告測(cè)試單位聯(lián)系方式測(cè)試方法測(cè)試設(shè)備委托單位測(cè)試波長(zhǎng)λ/μm試樣名稱樣品組分環(huán)境溫度/℃環(huán)境濕度/%試樣規(guī)格(長(zhǎng)×寬×厚)試驗(yàn)項(xiàng)目中部應(yīng)力通光方向厚度d/cm最大總光程差δmax/nm應(yīng)力雙折射δ,/(n