安瓿瓶偏光應力儀的核心工作原理基于應力雙折射效應和偏振光干涉。
一、應力雙折射現(xiàn)象：
玻璃本身是各向同性的材料，在理想狀態(tài)下(無應力)不會使光的偏振狀態(tài)發(fā)生改變。
然而，當玻璃在成型(如拉管、制瓶)或冷卻過程中受到不均勻的力(內(nèi)應力或外應力)時，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)會發(fā)生微小的、局部的變形或密度變化。
這種變形使得玻璃在這些受力的局部區(qū)域變成了類似“各向異性晶體”的性質(zhì)。當光線穿過這些受力區(qū)域時，會被分解成振動方向相互垂直、傳播速度不同的兩束偏振光(尋常光o光和非常光e光)，這種現(xiàn)象稱為應力雙折射或光彈效應。
關(guān)鍵點：穿過玻璃的光束(尋常光與非常光)之間會產(chǎn)生一個相位延遲差(通常用納米 nm 表示)，這個延遲差的大小與玻璃內(nèi)部該點的主應力差(σ? - σ?)成正比，也與玻璃在該波長下的應力光學常數(shù)成正比。
二、偏振干涉檢測：
儀器內(nèi)部裝有特殊光源(通常是單色光或白光，帶干涉濾光片)和兩片偏振片。
第一片偏振片 (起偏器)： 位于光源之后。它的作用是將普通光變成線偏振光(所有光波都在同一個平面上振動)。
樣品放置區(qū)： 線偏振光穿過被測的安瓿瓶。如果安瓿瓶存在應力，由于應力雙折射效應，這束線偏振光會被分解成兩束具有相位差的、振動方向垂直的線偏振光(尋常光和非常光)。
第二片偏振片 (檢偏器)： 位于樣品之后，通常與起偏器的偏振軸成90度(正交)。它的作用是只允許特定振動方向的光通過。
干涉與顯色：
當承載著應力信息(即具有相位差)的兩束偏振光到達檢偏器時，它們各自的振動分量中，只有與檢偏器透光軸方向一致的部分才能通過。
這兩個分量(原本是振動方向垂直的)在檢偏器后變成了同一振動方向的光。由于它們來自同一光源并穿過同一個點，且存在相位差，因此會發(fā)生相干干涉。
這種干涉的結(jié)果表現(xiàn)為：
單色光下： 在安瓿瓶的應力區(qū)域會看到明暗相間的干涉條紋圖案。條紋的密度和分布直接反映了應力的大小和梯度。條紋越密集，表示應力梯度越大；條紋越稀疏，應力梯度越小。
白光下(帶濾光片)： 干涉的結(jié)果是產(chǎn)生彩色圖案(等色線)。不同的顏色對應著不同的相位延遲差(即不同的應力大小)。特定的顏色(如紫色、藍色)通常代表低應力區(qū)域，而黃色、橙色、紅色則代表高應力區(qū)域。廠家通常會提供標準比色圖卡，將觀測到的顏色與對應的應力值(單位：nm)關(guān)聯(lián)起來。
核心要點： 儀器通過偏振光照射安瓿瓶，利用玻璃內(nèi)部應力導致的雙折射現(xiàn)象改變光的偏振狀態(tài)，再通過正交的檢偏器使攜帶應力信息的光束發(fā)生干涉，最終將肉眼不可見的應力轉(zhuǎn)化為可見的條紋或彩色圖案，從而實現(xiàn)對玻璃內(nèi)部殘余應力分布的定性和定量評估。
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