CN114370962A - 光学元件表面应力的测量方法以及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提出一种光学元件表面应力的测量方法以及装置，涉及膜基结构元件的偏振、应力测量技术领域，实现测量方法的测量装置包括光源、起偏器、滤波扩束准直器、检偏器、光电探测器等；测量方法包括：获取光电探测器输出的第一信号能量；第一信号能量为光电探测器对载物台上待测元件在测量装置处于第一工况下发生的反射光进行采集而得到的信号能量；获取光电探测器输出的第二信号能量；第二信号能量为光电探测器对待测元件在测量装置处于第二工况下发生的反射光进行采集而得到的信号能量；根据第一信号能量确定第一光强分布信息，并根据第二信号能量确定第二光强分布信息；根据第一光强分布信息和第二光强分布信息，获取待测元件的表面应力信息。
Description
技术领域
本申请涉及膜基结构元件的偏振、应力测量技术领域，尤其涉及一种光学元件表面应力的测量方法以及装置。
背景技术
膜基结构的柔性电子器件中存在着大量高精密元件，对元件的检测和评估是保证器件膜基结构整体可靠性的关键所在。柔性电子器件一般属于膜基结构，因此在机械力评价过程中只需关注平面应力，尤其是能反映接触状态的表面应力。
发明内容
本申请提供了一种光学元件表面应力的测量方法以及装置。
根据本申请的第一方面，提供了一种光学元件表面应力的测量方法，实现所述测量方法的测量装置为基于各向异性介质菲涅尔反射公式设计的装置，所述测量装置包括光源，沿所述光源输出的光路方向依次为起偏器、滤波扩束准直器、分光器、载物台、成像透镜、检偏器、光电探测器；所述测量方法包括：
获取所述光电探测器输出的第一信号能量；所述第一信号能量为所述光电探测器对所述载物台上待测元件在所述测量装置处于第一工况下发生的反射光进行采集而得到的信号能量；
获取所述光电探测器输出的第二信号能量；所述第二信号能量为所述光电探测器对所述待测元件在所述测量装置处于第二工况下发生的反射光进行采集而得到的信号能量；
根据所述第一信号能量确定第一光强分布信息，并根据所述第二信号能量确定第二光强分布信息；
根据所述第一光强分布信息和所述第二光强分布信息，获取所述待测元件的表面应力信息。
根据本申请的第二方面，提供了一种光学元件表面应力的测量装置，包括光源，沿所述光源输出的光路方向依次为起偏器、滤波扩束准直器、分光器、载物台、成像透镜、检偏器、光电探测器；其中，所述测量装置还包括：
与所述光电探测器连接的控制模块，所述控制模块上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时能够执行前述第一方面所述的方法。
根据本申请的第三方面，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，能够执行前述第一方面所述的方法。
根据本申请的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时能够执行前述第一方面所述的方法。
根据本申请的技术方案，通过获取第一工况下光电探测器输出的第一信号能量和第二工况下光电探测器输出的第二信号能量，利用该第一信号能量和第二信号能量确定待测元件面应力信息，保证了在计算待测元件表面应力的时候不会引入待测元件面型变化带来的应力信息，使得测量过程能够更加直接得出相关数据，减少了实验次数，提高了测量的效率，避免了多次测量引起的角度误差，保证了测量结果的准确性，并且测量过程中对环境要求较低，光路结构和数据记录过程简单，操作难度低。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本申请实施例提供的一种光学元件表面应力的测量方法的流程图；
图2为本申请实施例提供的另一种光学元件表面应力的测量方法的流程图；
图3为本申请实施例提供的另一种光学元件表面应力的测量方法的流程图；
图4为本申请实施例提供的一种光学元件表面应力的测量装置的位置关系图；
图5是本公开实施例提供的一种光学元件表面应力的测量的方法的电子设备的结构框图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
膜基结构的柔性电子器件中存在着大量高精密元件，对元件的检测和评估是保证器件膜基结构整体可靠性的关键所在。柔性电子器件一般属于膜基结构，因此在机械力评价过程中只需关注平面应力，尤其是能反映接触状态的表面应力。相关技术中，最常用的表面应力评估方法分为有限元模拟法和接触式偏振测量法。
其中，有限元模拟法是利用数学近似的方法对真实物理系统(几何和载荷工况)进行模拟的方法。
接触式偏振测量法，是一种通过分析目标材料所透过、反射、折射乃至衍射的电磁波来描述该物体的种种特性的测量方法。
然而，有限元模拟法高度依赖于载荷和边界条件，在实际的实验中这两个条件都很难确定。接触式偏振测量法通过棱镜等耦合光模块将元件的表面应力以条纹的形式展示出来，这种检测方法解构简单，但所得的测量视场较小，需要通过移动扫描得到元件的全场表面应力，此外接触式的测量在一定程度上并不能反映元件的本征应力，因此需要寻找一种非接触式的表面应力全场测量方法。
在全场应力测量中，传统使用的方法是在圆偏振光场下获得与待测元件应力相关的条纹分布图像，反映剪切力的等差线，反映快轴分布的等倾线。最近二十多年借助于数字图像处理的发展，研究者已经提出了若干种方法，将全息术或者其他干涉术与相移光弹法结合，从而进行应力检测。通常的处理方法是首先通过若干步相移光弹得到等差线和等倾线。这些方法在全场光弹测量法中已经得到了充分的应用，实验结果与理论数值分析很好地符合了起来。但是不可否认的是因为存在着相移干涉，这些方法都会引入由线性和二次参考相位偏差引起的相移误差。
基于上述问题，本申请公开了一种光学元件表面应力的测量方法，通过将全口径光束照射在待测元件上，通过旋转起偏器和检偏器得到明场和暗场光强，最后结合光力定律得到元件的表面应力。下面参考附图描述本申请实施例的光学元件表面应力的测量方法。
图1为本申请实施例提供的一种光学元件表面应力的测量方法的流程图。需要说明的是，本申请实施例中实现测量方法的测量装置可以为基于各向异性介质菲涅尔反射公式设计的装置。
在一种实现方式中，如图4所示，该测量装置包括光源1，沿光源1输出的光路方向依次为起偏器2、滤波扩束准直器3、分光器4、载物台5、成像透镜6、检偏器7、光电探测器8。
其中，起偏器2用于从自然光中获得偏振光的器件，需要说明的是，偏振光是一种振动面只限于某一固定方向的光。
滤波扩束准直器3用于将发散光转换为平行光，保证光最大效率的耦合进入所需的器件中或易接受光信号的最大效率。
分光器4用于将所需要的共振吸收线从自然光中分离出来。
成像透镜6，用于进行光学成像操作，便于后续光电探测器8对反射光进行获取。
检偏器7也就是偏振片，主要作用是将入射光变成线偏振光出射。
光电探测器8用于获取反射光的成像，为后续分析计算待测元件表面应力的等差线和等倾线提供依据。
作为一种实现方式，光源1发出分光，分光经过起偏器2，起偏器2进行偏振处理，让分光变为只有单一方向的光；随后分光经过滤波扩束准直器3，滤波扩束准直器3对分光进行滤波扩束处理，并且让分光从发散光变成平行光；随后分光经过分光器4，分光器4将分光中所需要的共振吸收线分离出来；经过处理后的分光照射在载物台5上的待测元件，随后从待测元件上反射的反射光经过成像透镜6和检偏器7的处理，对反射光进行偏振处理；最后反射光在光电探测器8上进行成像，通过光电探测器8检测反射光的信号能量。
需要说明的是，基于上述测量装置，本申请实施例提出了一种光学元件表面应力的测量方法。如图1，该光学元件表面应力的测量方法包括以下步骤：
步骤101，获取光电探测器输出的第一信号能量。
其中，在本申请实施例中，该第一信号能量可以为光电探测器对载物台上待测元件在测量装置处于第一工况下发生的反射光进行采集而得到的信号能量。
其中，在本申请实施例中，建立空间直角坐标系，其中，分光光路光轴方向为z方向，垂直分光光路光轴的平面中建立实验参考xy坐标，其中xy坐标系中x方向为水平方向，面内垂直x方向为y方向。需要说明的是，该第一工况是指起偏器的偏振面的偏振方向在分光光路与x方向为0°，检偏器的偏振方向在分光光路与x方向为0°的情况，并且，在第一工况时，偏振面的偏振方向和检偏器的偏振方向均为固定状态。
作为一种示例，将光源设置于固定位置，保证了光源在提供稳定照明的同时不会发生位置的改变，将待测元件放置在载物台上，通过调节载物台位置，保证光源发出的分光能够照射在载物台上，当对光学元件表面应力进行检测时，光源发出的分光经过起偏器、滤波扩束准直器得到平行光，平行光通过分光器照射在待测元件上，从而获取待测元件上的反射光，反射光经过成像透镜、检偏器的处理后，成像在光电探测器上。光电探测器根据反射光的成像输出第一信号能量。
需要说明的是，测量装置处于第一工况下，载物台上的光场区域为明场。其中，明场指的是：光源与被测物成一定角度，使得绝大部分的光反射到摄像头捕获。
步骤102，获取光电探测器输出的第二信号能量；第二信号能量为光电探测器对待测元件在测量装置处于第二工况下发生的反射光进行采集而得到的信号能量。
在本申请实施例中，建立空间直角坐标系，其中，分光光路光轴方向为z方向，垂直分光光路光轴的平面中建立实验参考xy坐标，其中xy坐标系中x方向为水平方向，面内垂直x方向为y方向。需要说明的是，该第二工况是指起偏器的偏振面的偏振方向在分光光路与x方向为0°，检偏器的偏振方向在分光光路与x方向为90°，并且，在第二工况时偏振面的偏振方向和检偏器的偏振方向均为固定状态。
作为一种示例，在获取光电探测器输出的第一信号能量以后，保持起偏器的偏振面的偏振方向不变，对检偏器的偏振方向进行调整，让检偏器的偏振方向在分光光路与x方向为90°，再次获取光电探测器对反射光进行采集而得到的信号能量，此时获取的信号能量即为第二信号能量。
需要说明的是，测量装置处于第二工况下，载物台上的光场区域为暗场。其中，暗场指的是，光源位置使得大部分的光没有反射到摄像机，仅仅将照射到被测物的特定部分的光反射到摄像机。
步骤103，根据第一信号能量确定第一光强分布信息，并根据第二信号能量确定第二光强分布信息。
可选地，通过确定光源输出的光强度信号和待测元件的反射琼斯矩阵，结合第一信号能量进行公式运算，即可确定第一光强分布信息；通过确定光源输出的光强度信号和待测元件的反射琼斯矩阵，结合第二信号能量进行公式运算，即可确定第二光强分布信息。
步骤104，根据第一光强分布信息和第二光强分布信息，获取待测元件的表面应力信息。
可选地，测量得到待测元件受应力作用后的折射率，根据折射率、第一光强分布信息和第二光强分布信息，计算得出包含等倾线和等差线的表达公式，通过对表达公式的运算，计算得出待测元件的等倾线和等差线，根据待测元件的等倾线和等差线，结合待测元件的光弹常数和样品厚度计算得出待测元件的表面应力信息。
根据本申请实施例的光学元件表面应力的测量方法，通过获取光电探测器输出的第一信号能量和第二信号能量，保证了在计算待测元件表面应力的时候不会引入待测元件面型变化带来的应力信息，让测量过程能够更加直接得出相关数据，减少了实验次数，增加了测量的效率，避免了多次测量引起的角度误差；通过确定第一光强分布信息和第二光强分布信息实现待测元件的表面应力的测量，保证了测量结果的准确性，并且测量过程中对环境要求较低，光路结构和数据记录过程简单，操作难度低。
需要说明的是，确定第一光强分布信息可通过获取待测元件的反射琼斯矩阵来实现，如图2所示，图2为本申请实施例提供的另一种光学元件表面应力的测量方法的流程图，该方法包括以下步骤：
步骤201，获取光电探测器输出的第一信号能量；第一信号能量为光电探测器对载物台上待测元件在测量装置处于第一工况下发生的反射光进行采集而得到的信号能量。
在本申请的实施例中，步骤201可以分别采用本申请的各实施例中的任一种方式实现，本申请实施例并不对此作出限定，也不再赘述。
步骤202，获取光电探测器输出的第二信号能量；第二信号能量为光电探测器对待测元件在测量装置处于第二工况下发生的反射光进行采集而得到的信号能量。
在本申请的实施例中，步骤202可以分别采用本申请的各实施例中的任一种方式实现，本申请实施例并不对此作出限定，也不再赘述。
步骤203，获取光源输出的光强度信息，并获取待测元件的反射琼斯矩阵。
需要说明的是，建立空间直角坐标系，其中，分光光路光轴方向为z方向，垂直分光光路光轴的平面中建立xy坐标，x轴为水平方向坐标轴，平面内垂直于轴的坐标轴为Y轴。打开光源，将待测元件放在载物台上，并保证的待测元件位于光路中，其中光源输出的光为
其中，As为光源输出的光在S方向上的振幅，Ap为光源输出的光在P方向上的振幅，S方向与P方向在平面内垂直；待测元件的反射琼斯矩阵为：
其中n为xy面内与元件接触物质的折射率，no，ne分别为待测元件受应力作用后的折射率(no为第一折射率，ne为第二折射率)，φ为折射率ne与x方向的方位角，J为琼斯矩阵，rss、rps、rsp和rpp为琼斯矩阵中的元。
步骤204，根据光源输出的光强度信息、待测元件的反射琼斯矩阵、第一信号能量，确定第一光强分布信息。
在一种实现方式中，根据光源输出的光强度信息、待测元件的反射琼斯矩阵、第一信号能量，采用根据以下公式(2)计算得出第一光强分布信息，其中公式(2)表示如下：
I1＝(ASrss)2 (2)。
根据待测元件的反射琼斯矩阵可知：
将公式(3)带入公式(2)可得公式：
其中，I1为第一光强分布信息。
步骤205，根据光源输出的光强度信息、待测元件的反射琼斯矩阵、第二信号能量，确定第二光强分布信息。
在一种实现方式中，根据光源输出的光强度信息、待测元件的反射琼斯矩阵、第二信号能量，采用以下公式(5)计算得出第二光强分布信息，其中公式(5)表示如下：
I2＝(ASrps)2 (5)
根据待测元件的反射琼斯矩阵可知：
将公式(6)带入公式(5)可得公式：
其中，I2为第二光强分布信息。
步骤206，根据第一光强分布信息和第二光强分布信息，获取待测元件的表面应力信息。
在本申请的实施例中，步骤206可以分别采用本申请的各实施例中的任一种方式实现，本申请实施例并不对此作出限定，也不再赘述。
根据本申请实施例的光学元件表面应力的测量方法，通过确定第一光强分布信息和第二光强分布信息，实现待测元件的表面应力的测量，保证了测量结果的准确性，并且不会对待测元件面型带来新的变化，对环境要求较低，不需要借助于棱镜等光波导器件耦合入射光，仅需两次检偏记录的反射光强即可得到表面应力信息，减少了实验次数，降低了需要计算的数据量，实现了对表面应力的快速、实时测量。
需要说明的是，获取待测元件的表面应力信息可通过获取待测元件的等差线和等倾线来实现，如图3所示，图3为本申请实施例提供的另一种光学元件表面应力的测量方法的流程图，该方法包括一下步骤：
步骤301，获取光电探测器输出的第一信号能量；第一信号能量为光电探测器对载物台上待测元件在测量装置处于第一工况下发生的反射光进行采集而得到的信号能量。
在本申请的实施例中，步骤301可以分别采用本申请的各实施例中的任一种方式实现，本申请实施例并不对此作出限定，也不再赘述。
步骤302，获取光电探测器输出的第二信号能量；第二信号能量为光电探测器对待测元件在测量装置处于第二工况下发生的反射光进行采集而得到的信号能量。
在本申请的实施例中，步骤302可以分别采用本申请的各实施例中的任一种方式实现，本申请实施例并不对此作出限定，也不再赘述。
步骤303，根据第一信号能量确定第一光强分布信息，并根据第二信号能量确定第二光强分布信息。
在本申请的实施例中，步骤303可以分别采用本申请的各实施例中的任一种方式实现，本申请实施例并不对此作出限定，也不再赘述。
步骤304，确定待测元件受应力作用后的第一折射率和第二折射率。
其中，第一折射率no为寻常光折射率，符合常规的材料折射定量；第二折射率ne为非寻常光折射率，不符合常规认为的材料折射定量。
步骤305，根据第一折射率no和第二折射率ne，确定目标折射率。
需要说明的是，当第一折射率no和第二折射率ne满足|ne-no|≤0.1情况时，可确定目标折射率n'，且n'取max(no,ne)；其中，通过对待测元件的调节操作，可实现对于|ne-no|所得结果的调节。
步骤306，根据第一光强分布信息、第二光强分布信息和目标折射率，确定待测元件的等差线和等倾线。
需要说明的是，根据第一折射率no、第二折射率ne、目标折射率n'和第一光强分布信息，采用公式(8)计算得出第一中间数据，其中公式(8)表示如下：
其中，
为等差线，φ为等倾线，n'为目标折射率，As为光源输出的光强度信息中的S分量，I1为第一光强分布信息。
需要说明的是，上述公式(8)可以是通过对公式(2)进行推算而得到的，其中，对公式(2)的推算步骤为：
根据待测元件的反射琼斯矩阵可得：
将公式(3)带入公式(2)，并且对第一光强分布信息开根号可得：
因为n为处于空气环境下xy面内与元件接触物质的折射率，所以n＝1。
将n＝1带入公式(9)，并对公式(9)进行变形，可得：
作为一种示例，当第一折射率no和第二折射率ne满足|ne-no|≤0.1情况时，可确定目标折射率n'，且n'取max(no,ne)；由于在实际情况当中，可通过调节待测元件保证第一折射率no和第二折射率ne满足|ne-no|≤0.1，将n'和
带入公式(10)中，可得：
通过对公式(11)进行变形，将
提到等式左边，将
提到等式右边，即可得到上述公式(8)：
其中，
即为第一中间数据。
需要说明的是，根据目标折射率n'和第二光强分布信息，采用公式(12)计算得出第二中间数据，其中公式(12)表示如下：
其中，
为等差线，φ为等倾线，n'为目标折射率，As为光源输出的光强度信息中的S分量，I2为第二光强分布信息。
需要说明的是，上述公式(12)可通过对公式(5)进行推算而得到的。
其中，对公式(5)的推算步骤如下：
根据待测元件的反射琼斯矩阵可得：
将公式(13)带入公式(5)，并对第二光强分布信息开根号可得：
因为n为处于空气环境下xy面内与元件接触物质的折射率，所以n＝1。
将n＝1带入公式(14)，并对公式(14)进行变形，可得：
作为一种示例，当第一折射率no和第二折射率ne满足|ne-no|≤0.1情况时，可确定目标折射率n'，且n'取max(no,ne)；由于在实际情况当中，可通过调节待测元件保证第一折射率no和第二折射率ne满足|ne-no|≤0.1，将n'和
带入公式(15)中，可得：
通过对公式(16)进行变形，将
提到等式左边，将
提到等式右边，即可得到：
其中，
即为第二中间数据。
可选地，可以计算第一中间数据与第二中间数据间的比值tan2φ，利用该比值tan2φ确定待测元件的等倾线；可以采用第一中间数据和第二中间数据进行计算，确定待测元件的等差线
在一种实现方式中，tan2φ的计算公式可以为用第二中间数据比上第一中间数据，用公式表示如下公式(17)所示，确定tan2φ所的结果以后，即可确定等倾线φ的值。
等差线的计算公式为：第一中间数据的平方加第二中间数据的平方，并对所得结果进行开根号处理，用公式表示如下公式(19)表示。
需要说明的是，已知tan2φ结果，可根据三角函数计算得出等倾线φ的数值。
需要说明的是，将第一中间数据和第二中间数据带入公式(17)中可得；
需要说明的是，如果没有改变起偏方向时，令As＝1，E＝[1，0]；如果变换了起偏方向，则可以通过提前标定实现As＝1，E＝[1，0]。其中，提前标定指的是：在载物台上不放置物体的情况下进行表面应力的测量，或者，用标准件代替物体放置在载物台上进行测量。
将As＝1带入公式(17)中可得：
将第一中间数据和第二中间数据带入公式(19)中可得：
其中，φ为等倾线，
为等差线。
步骤307，根据等差线和等倾线，确定待测元件的表面应力信息。
需要说明的是，根据待测元件的光弹常数、样品厚度、等倾线和等差线，采用公式(22)计算得出待测元件的表面应力信息，其中公式(22)表示如下：
其中，fσ为待测元件的光弹常数，d为样品厚度，Δ为剪应力。
为实现上述实施例，申请还提出了一种光学元件表面应力的测量装置。
图4为本申请实施例提供的一种光学元件表面应力的测量装置的位置关系图，如图4所示，该光学元件表面应力的测量装置可以包括：光源1、沿光源输出的光路方向依次为起偏器2、滤波扩束准直器3、分光器4、载物台5、成像透镜6、检偏器7、光电探测器8；其中，测量装置还包括与光电探测器连接8的控制模块9。
需要说明的是，控制模块9可以是各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机，并且，控制模块上存储有计算机程序，计算机程序被执行时实现上述任一实施例中的光学元件表面应力的测量方法。
作为一种实现方式，光源发出分光，分光经过起偏器，偏振器进行偏振处理，让分光变为只有单一方向的光；随后分光经过滤波扩束准直器，滤波扩束准直器对分光进行滤波扩束处理，并且让分光从发散光变成平行光；随后分光经过分光器，分光器将分光钟所需要的共振吸收线分离出来；经过处理后的分光照射在载物台上的待测元件，随后从待测元件上反射的反射光经过成像透镜和检偏器的处理，对反射光进行偏振处理；最后反射光在光电探测器上进行成像，通过光电探测器检测反射光的信号能量。
在本实施例中，控制模块9可以获取光电探测器8输出的第一信号能量；第一信号能量为光电探测器8对载物台上待测元件在测量装置处于第一工况下发生的反射光进行采集而得到的信号能量；控制模块9还可以获取光电探测器8输出的第二信号能量；第二信号能量为光电探测器对待测元件在测量装置处于第二工况下发生的反射光进行采集而得到的信号能量。控制模块9可以根据第一信号能量确定第一光强分布信息，并根据第二信号能量确定第二光强分布信息，并根据第一光强分布信息和第二光强分布信息，获取待测元件的表面应力信息。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
根据本申请实施例的光学元件表面应力的测量装置，通过获取光电探测器输出的第一信号能量和第二信号能量，保证了在计算待测元件表面应力的时候不会引入待测元件面型变化带来的应力信息，让测量过程能够更加直接得出相关数据，减少了实验次数，增加了测量的效率，避免了多次测量引起的角度误差；通过确定第一光强分布信息和第二光强分布信息实现待测元件的表面应力的测量，保证了测量结果的准确性，并且测量过程中对环境要求较低，光路结构和数据记录过程简单，操作难度低。
根据本申请的实施例，本申请还提供了一种计算机设备和一种可读存储介质。
如图5所示，是根据本申请实施例的光学元件表面应力的测量方法的计算机设备的框图。计算机设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。计算机设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本申请的实现。
如图5所示，该计算机设备包括：一个或多个处理器501、存储器502，以及用于连接各部件的接口，包括高速接口和低速接口。各个部件利用不同的总线互相连接，并且可以被安装在公共主板上或者根据需要以其它方式安装。处理器可以对在计算机设备内执行的指令进行处理，包括存储在存储器中或者存储器上以在外部输入/输出装置(诸如，耦合至接口的显示设备)上显示GUI的图形信息的指令。在其它实施方式中，若需要，可以将多个处理器和/或多条总线与多个存储器和多个存储器一起使用。同样，可以连接多个计算机设备，各个设备提供部分必要的操作(例如，作为服务器阵列、一组刀片式服务器、或者多处理器系统)。图5中以一个处理器501为例。
存储器502即为本申请所提供的非瞬时计算机可读存储介质。其中，存储器存储有可由至少一个处理器执行的指令，以使至少一个处理器执行本申请所提供的光学元件表面应力的测量方法。本申请的非瞬时计算机可读存储介质存储计算机指令，该计算机指令用于使计算机执行本申请所提供的光学元件表面应力的测量方法。
存储器502作为一种非瞬时计算机可读存储介质，可用于存储非瞬时软件程序、非瞬时计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的光学元件表面应力的测量方法对应的程序指令/模块。处理器501通过运行存储在存储器502中的非瞬时软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的光学元件表面应力的测量方法。
存储器502可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据直播视频处理的计算机设备的使用所创建的数据等。此外，存储器502可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非瞬时存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非瞬时固态存储器件。在一些实施例中，存储器502可选包括相对于处理器501远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至直播视频处理的计算机设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
光学元件表面应力的测量方法的计算机设备还可以包括：输入装置503和输出装置504。处理器501、存储器502、输入装置503和输出装置504可以通过总线或者其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。
输入装置503可接收输入的数字或字符信息，以及产生与直播视频处理的计算机设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入，例如触摸屏、小键盘、鼠标、轨迹板、触摸板、指示杆、一个或者多个鼠标按钮、轨迹球、操纵杆等输入装置。输出装置504可以包括显示设备、辅助照明装置(例如，LED)和触觉反馈装置(例如，振动电机)等。该显示设备可以包括但不限于，液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器和等离子体显示器。在一些实施方式中，显示设备可以是触摸屏。
此处描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、专用ASIC(专用集成电路)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
这些计算程序(也称作程序、软件、软件应用、或者代码)包括可编程处理器的机器指令，并且可以利用高级过程和/或面向对象的编程语言、和/或汇编/机器语言来实施这些计算程序。如本文使用的，术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”指的是用于将机器指令和/或数据提供给可编程处理器的任何计算机程序产品、设备、和/或装置(例如，磁盘、光盘、存储器、可编程逻辑装置(PLD))，包括，接收作为机器可读信号的机器指令的机器可读介质。术语“机器可读信号”指的是用于将机器指令和/或数据提供给可编程处理器的任何信号。
为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、互联网和区块链网络。
计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务("Virtual Private Server"，或简称"VPS")中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。服务器也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。
根据本申请实施例的技术方案，通过获取光电探测器输出的第一信号能量和第二信号能量，保证了在计算待测元件表面应力的时候不会引入待测元件面型变化带来的应力信息，让测量过程能够更加直接得出相关数据，减少了实验次数，增加了测量的效率，避免了多次测量引起的角度误差；通过确定第一光强分布信息和第二光强分布信息实现待测元件的表面应力的测量，保证了测量结果的准确性，并且测量过程中对环境要求较低，光路结构和数据记录过程简单，操作难度低。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种光学元件表面应力的测量方法，其特征在于，实现所述测量方法的测量装置为基于各向异性介质菲涅尔反射公式设计的装置，所述测量装置包括光源，沿所述光源输出的光路方向依次为起偏器、滤波扩束准直器、分光器、载物台、成像透镜、检偏器、光电探测器；所述测量方法包括：
获取所述光电探测器输出的第一信号能量；所述第一信号能量为所述光电探测器对所述载物台上待测元件在所述测量装置处于第一工况下发生的反射光进行采集而得到的信号能量；
获取所述光电探测器输出的第二信号能量；所述第二信号能量为所述光电探测器对所述待测元件在所述测量装置处于第二工况下发生的反射光进行采集而得到的信号能量；
根据所述第一信号能量确定第一光强分布信息，并根据所述第二信号能量确定第二光强分布信息；
根据所述第一光强分布信息和所述第二光强分布信息，获取所述待测元件的表面应力信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述测量装置处于第一工况下，所述载物台上的光场区域为明场；
所述测量装置处于第二工况下，所述载物台上的光场区域为暗场。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一信号能量确定第一光强分布信息，并根据所述第二信号能量确定第二光强分布信息，包括：
获取所述光源输出的光强度信息，并获取所述待测元件的反射琼斯矩阵；
根据所述光源输出的光强度信息、所述待测元件的反射琼斯矩阵、所述第一信号能量，确定所述第一光强分布信息；
根据所述光源输出的光强度信息、所述待测元件的反射琼斯矩阵、所述第二信号能量，确定所述第二光强分布信息。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一光强分布信息和所述第二光强分布信息，获取所述待测元件的表面应力信息，包括：
确定所述待测元件受应力作用后的第一折射率和第二折射率；
根据所述第一折射率no和所述第二折射率ne，确定目标折射率；
根据所述第一光强分布信息、所述第二光强分布信息和所述目标折射率，确定所述待测元件的等差线和等倾线；
根据所述等差线和等倾线，确定所述待测元件的表面应力信息。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述等差线的计算公式表示如下：
所述等倾线的计算公式表示如下：
其中，
为所述等差线，
φ为所述等倾线，I1为所述第一光强分布信息；I2为所述第二光强分布信息；n'为所述目标折射率，n'＝max(no,ne)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述测量装置处于第一工况包括：
所述起偏器的偏振面的偏振方向在分光光路与x方向为0°，所述检偏器的偏振方向在所述分光光路与所述x方向为0°；
其中，所述分光光路的光轴方向为z方向，垂直所述光轴的平面中建立实验参考xy坐标系，其中所述xy坐标系中所述x方向为水平方向，面内垂直所述x方向为y方向。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述测量装置处于第二工况包括：
所述起偏器的偏振面的偏振方向在分光光路与x方向为0°，所述检偏器的偏振方向在所述分光光路与所述x方向为90°。
8.一种光学元件表面应力的测量装置，其特征在于，包括光源，沿所述光源输出的光路方向依次为起偏器、滤波扩束准直器、分光器、载物台、成像透镜、检偏器、光电探测器；其中，所述测量装置还包括：
与所述光电探测器连接的控制模块，所述控制模块上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的方法。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1至7中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的方法。
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