ICS 81.040.01 JC CCS Q30 中华人民共和国建材行业标准 JC/T2851-2024 光学石英玻璃应力双折射试验方法 点扫描法 Test method for stress birefringence of optical silica glass-Point scanning 2024-10-24发布 2025-05-01实施 中华人民共和国工业和信息化 发布
JC/T2851-2024 前言 本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起 草.
请注意本文件的某些内容可能涉及专利.
本文件的发布机构不承担识别专利的责任.
本文件由中国建筑材料联合会提出.
本文件由全国工业玻璃和特种玻璃标准化技术委员会（SAC/TC 447）归口.
本文件起草单位：中国建筑材料科学研究总院有限公司、中国国检测试控股集团股份有限公司、中 建材衢州金格兰石英有限公司、久智光电子材料科技有限公司、北京空间机电研究所.
本文件主要起草人：聂兰舰、符博、回爽、秦卫光、张泽敏、杨学东、孔敏、孙世君、陈亚新、贾 亚男、刘瑞旺、周建欣、王京侠、邵竹锋、王慧、王蕾、王宏杰、张辰阳、李娜、刘昌良、徐肖飞.
JC/T X2851-2024 光学石英玻璃应力双折射试验方法点扫描法 1范围 本文件规定了点扫描法检测光学石英玻璃应力双折射的原理、试验装置、试样、试验条件、试验 步骤、数据处理和试验报告等.
本文件适用于光学石英玻璃应力双折射的测试，其他玻璃材料可参考使用.
2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款.
其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括的修改单）适用 于本文件.
GB/T21389游标、带表和数显卡尺 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件.
3. 1 应力双折射stressbirefringence 玻璃在应力作用下，一束垂直入射玻璃表面的偏振光产生两个主应力方向互相垂直的两束偏振光， 因两者传播速度不同而导致折射率不同，即应力引起的双折射现象.
[来源：GB/T7962.5-2010，3.1，有修改] 3.2 光程差opticalpathdifference 偏振光垂直入射应力作用下的玻璃时，分解为互相垂直的两束偏振光，因两者传播路径不同而产 生路径距离差.
注：该光程差也被称为应力延迟量.
[来源：GB/T7962.5-2010，3.2，有修改] 3.3 光弹调制器photoelasticmodulators；PEM 基于双折射效应和光弹效应的光学调制器件，调制o光和e光通过光弹调制器的相位差，从而改变 光的偏振态.
JC/T 2851-2024 注：光弹调制器类似于“动态的波片”，可以使快轴和慢轴之间产生一个周期变化的折射率差，从而控制透过光 束的偏振进行周期性的变化.
4原理 利用光弹调制器（PEM），通过对线偏振光添加一定的相位，使输出光的偏振产生周期性变化，从 而使快轴和慢轴之间产生一个周期变化的折射率差.
采用单色光光源（通常采用波长为632.8nm的氮氛激光光源），发射出的光束通过45°偏振片（即 起偏器）后形成偏振光；偏振光经过0°光弹调制器，调整光束的偏振状态，使光束进行连续周期性的 变化；调整后的光束通过试样后，经过分光片被分成两束光，一束光经过0°偏振片传到探测器A，另 一束光经过-45°偏振片（即检偏器）传到探测器B：两个探测器输出的光弹调制谐波信号经过锁相放 大器或数字信号处理器调制分析，将光强放大，经过测试软件的数据计算得出光束入射试样位置的单点 应力双折射值，如公式（1）所示.
基于以上原理设计的应力测试设备单点测试原理图如图1所示.
01 8= 180t 式中： 8一试样单位厚度的应力双折射值，单位为纳米每厘米（nm/cm）； 一试样通光方向的厚度，单位为厘米（cm)； 0一测得最大应力时的检偏器旋转角度，单位为度（°）； A一测试光源波长，单位为纳米（nm）.
标引序号说明： 1--单色光光源： 2--45°偏振片（起偏器）： 3--0°光弹调制器： 4--发射系统： 5--试样： 6--探测器A 7--0°偏振片： 8--分光片； 9--45°偏振片（检偏器）； 解-01 11--探测系统： 12--锁相放大器（数字信号处理器）； 13--计算机.
2
JC/T2851-2024 图1应力测试设备单点测试原理图 在单点测试基础上，采用点扫描法，发射系统与探测系统处于同一运行支架上，且分别位于试样两 侧，保持两者水平安装，采用自动控制系统使平台的发射系统与探测系统按照设定程序同步移动，对被 测样品进行逐点扫描，通过扫描可得出整块光学石英玻璃通光面方向位置点的应力双折射值分布云 图情况，以实现光学石英玻璃应力双折射的全通光口径测试.
应力测试设备点扫描原理如图2所示.
标引序号说明： 1--X方向移动导轨： 2--Y方向移动导轨： 号-- 4--发射系统： 5--试样： 6--探测系统.
图2应力测试设备点扫描原理图 5试验装置 5.1组成 应力测试设备由以下部分构成： a）电控系统：用于对光源、移动导轨等部件的控制.
b）样品台：采用大理石材质平台，厚度300mm以上.
c）移动导轨：包括X方向移动导轨和Y方向移动导轨，移动导轨定位精度不大于0.1mm.
d）发射系统：用于产生发射光束.
包括单色光光源、45°偏振片、0°光弹调制器等组件.
e）探测系统：用于接收入射光束通过试样后经分光片分解的两束光.
探测系统包括分光片、0°偏 振片、探测器A、-45°偏振片和探测器B等组件.
f)锁相放大器/数字信号处理器：将探测系统接收的光强度放大，调制分析探测器A和探测器B输出 的光弹调制谐波信号.
g)计算机：主要用于测试操作软件的安装、参数设定、操作使用、结果计算与显示.
5.2扫描方式 5.2.1扫描方式 3
