JP7158017B2 - 応力測定装置、応力測定方法 - Google Patents
応力測定装置、応力測定方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7158017B2 JP7158017B2 JP2018208763A JP2018208763A JP7158017B2 JP 7158017 B2 JP7158017 B2 JP 7158017B2 JP 2018208763 A JP2018208763 A JP 2018208763A JP 2018208763 A JP2018208763 A JP 2018208763A JP 7158017 B2 JP7158017 B2 JP 7158017B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stress distribution
- stress
- region
- light
- chemically strengthened
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
Description
ks、Am5は、応力分布の終点を通り、応力バランスがとれることを満足することを条件として算出される係数、
kpは、実験的に求める値で0.3以上0.8以下の数値、である。
図1は、第1の実施の形態に係る応力測定装置を例示する図である。図1に示すように、応力測定装置1は、光源10と、光供給部材20と、光取出し部材30と、光変換部材40と、偏光部材50と、撮像素子60と、演算部70とを有する。
応力測定装置1の被測定体となる化学強化ガラス200(すなわち、Liイオンを含むガラスの、表面から深さ方向にイオン濃度遷移点までの第1領域ではLiイオンをKイオンに置換し、イオン濃度遷移点以深の第2領域ではLiイオンをNaイオンに置換した化学強化ガラス)について、詳しく説明する。
Liイオンに対し、Kイオンは屈折率が高く、Naイオンは屈折率が低いという性質がある。そのため、図3のように、イオン濃度遷移点Aから表面方向、及びイオン濃度遷移点Aからガラス内部の方向に屈折率が高くなり、イオン濃度遷移点Aで屈折率が一番低くなる。
まず、図4及び図5を参照し、化学強化ガラス200の表面層に光線を入射したときの、光線の軌跡とモードについて説明する。
本実施の形態では、下記の式(3)を用いて屈折率分布を算出する。式(3)は、非特許文献1に記載された技術情報等に基づいて、発明者らが導出したものである。非特許文献1では、屈折率分布は直線的に変化すると仮定し、光の進む経路を円弧に近似している。一方、本実施の形態では、任意の屈折率分布でのモードの成り立つ条件を得るために、屈折率分布を任意の分布n(x)としている。
化学強化ガラスは面内に強い圧縮応力があるため、P偏光の光の屈折率とS偏光の光の屈折率は、光弾性効果により応力の分だけずれる。すなわち、化学強化ガラス200の表面210に面内応力が存在すると、P偏光とS偏光で、屈折率分布が異なって、モードの発生のしかたも異なり、輝線の位置も異なる。
(イオン濃度遷移点A以深の第2領域の応力測定)
次に、応力測定装置1を用いて、イオン濃度遷移点A以深の第2領域、すなわち、LiイオンがNaイオンに置換された領域の応力分布を推定する方法について説明する。
(イオン濃度遷移点A以深の第2領域の補正方法)
後述の応力分布推定手段73は、例えば、化学強化ガラスの代表的な第2領域の応力分布を近似関数で表現し、第1領域の応力分布の終点を通り、応力バランスがとれることを満足するように近似関数の係数を求め、第2領域の応力分布を推定することができる。これについて、以下に詳しく説明する。
10 光源
20 光供給部材
30 光取出し部材
40 光変換部材
50 偏光部材
60 撮像素子
70 演算部
71 位置測定手段
72 応力分布算出手段
73 応力分布推定手段
74 合成手段
110 レーザ光源
120 偏光部材
130 偏光位相差可変部材
140 光供給部材
150 光変換部材
160 撮像素子
170 演算部
180 光波長選択部材
200 化学強化ガラス
210 化学強化ガラスの表面
Claims (6)
- リチウムイオンを含むガラスの、表面から深さ方向にイオン濃度遷移点までの第1領域ではリチウムイオンをカリウムイオンに置換し、前記イオン濃度遷移点以深の第2領域ではリチウムイオンをナトリウムイオンに置換した化学強化ガラスの応力測定装置であって、
前記化学強化ガラス内に、光源からの光を入射させる光供給部材と、
前記化学強化ガラス内を伝播した光を、前記化学強化ガラス外へ出射させる光取出し部材と、
前記光取出し部材を介して出射した光に含まれる、前記化学強化ガラスと前記光取出し部材との境界面に対して平行及び垂直に振動する二種の光成分を、夫々が2本以上の輝線を有する二種の輝線列に変換する光変換部材と、
前記二種の輝線列を撮像する撮像素子と、
前記撮像素子で得られた画像から前記二種の輝線列の夫々の2本以上の輝線の位置、及び前記第1領域の応力分布の終点の位置、を測定する位置測定手段と、
前記位置測定手段の測定した前記輝線の位置、及び前記第1領域の応力分布の終点の位置、に基づいて、前記第1領域の応力分布を算出する応力分布算出手段と、
前記応力分布算出手段が算出した前記第1領域の応力分布、及び予め測定した化学強化ガラスの代表的な第2領域の応力分布、に基づいて、測定対象である化学強化ガラスの前記第2領域の応力分布を推定する応力分布推定手段と、
前記第1領域の応力分布と前記第2領域の応力分布とを合成し、前記第1領域と前記第2領域の全体の応力分布を算出する合成手段と、を有し、
前記応力分布推定手段は、化学強化ガラスの代表的な第2領域の応力分布を下記の式(9)に示す近似関数で表現し、前記第1領域の応力分布の終点を通り、応力バランスがとれることを満足するように前記近似関数の係数を求め、前記第2領域の応力分布を推定することを特徴とする応力測定装置。
ks、Am5は、応力分布の終点を通り、応力バランスがとれることを満足することを条件として算出される係数、
kpは、実験的に求める値で0.3以上0.8以下の数値、である。 - 前記第1領域の応力分布の終点は、前記輝線の位置に基づいて算出した応力分布を前記イオン濃度遷移点の屈折率位置まで外挿することにより得ることを特徴とする請求項1に記載の応力測定装置。
- 前記第1領域の応力分布の終点は、前記輝線の位置より算出した応力分布を、前記二種の光成分での前記イオン濃度遷移点の屈折率差と光弾性定数より得られる応力値まで外挿することにより得ることを特徴とする請求項1又は2に記載の応力測定装置。
- 前記化学強化ガラスの代表的な第2領域の応力分布を測定する応力測定部を有し、
前記応力測定部は、
レーザ光の偏光位相差を、前記レーザ光の波長に対して1波長以上可変する偏光位相差可変部材と、
前記偏光位相差を可変されたレーザ光が化学強化ガラスに入射されたことにより発する散乱光を、所定の時間間隔で複数回撮像し、複数の画像を取得する撮像素子と、
前記複数の画像を用いて前記散乱光の周期的な輝度変化を測定し、前記輝度変化の位相変化を算出し、前記位相変化に基づき前記化学強化ガラスの表面からの深さ方向の応力分布を算出する演算部と、を有することを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の応力測定装置。 - リチウムイオンを含むガラスの、表面から深さ方向にイオン濃度遷移点までの第1領域ではリチウムイオンをカリウムイオンに置換し、前記イオン濃度遷移点以深の第2領域ではリチウムイオンをナトリウムイオンに置換した化学強化ガラスの応力測定方法であって、
前記化学強化ガラス内に、光源からの光を入射させる光供給工程と、
前記化学強化ガラス内を伝播した光を、光取出し部材を介して、前記化学強化ガラス外へ出射させる光取出し工程と、
前記化学強化ガラスの外へ出射した光に含まれる、前記化学強化ガラスと前記光取出し部材との境界面に対して平行及び垂直に振動する二種の光成分を、夫々が2本以上の輝線を有する二種の輝線列に変換する光変換工程と、
前記二種の輝線列を撮像する撮像工程と、
前記撮像工程で得られた画像から前記二種の輝線列の夫々の2本以上の輝線の位置、及び前記第1領域の応力分布の終点の位置、を測定する位置測定工程と、
前記位置測定工程で測定した前記輝線の位置、及び前記第1領域の応力分布の終点の位置、に基づいて、前記第1領域の応力分布を算出する応力分布算出工程と、
前記応力分布算出工程で算出した前記第1領域の応力分布、及び予め測定した化学強化ガラスの代表的な第2領域の応力分布、に基づいて、測定対象である化学強化ガラスの前記第2領域の応力分布を推定する応力分布推定工程と、
前記第1領域の応力分布と前記第2領域の応力分布とを合成し、前記第1領域と前記第2領域の全体の応力分布を算出する合成工程と、を有し、
前記応力分布推定工程では、化学強化ガラスの代表的な第2領域の応力分布を下記の式(9)に示す近似関数で表現し、前記第1領域の応力分布の終点を通り、応力バランスがとれることを満足するように前記近似関数の係数を求め、前記第2領域の応力分布を推定することを特徴とする応力測定方法。
ks、Am5は、応力分布の終点を通り、応力バランスがとれることを満足することを条件として算出される係数、
kpは、実験的に求める値で0.3以上0.8以下の数値、である。 - 前記化学強化ガラスの代表的な第2領域の応力分布を測定する応力測定工程を有し、
前記応力測定工程は、
レーザ光の偏光位相差を、前記レーザ光の波長に対して1波長以上可変する偏光位相差可変工程と、
前記偏光位相差を可変されたレーザ光が化学強化ガラスに入射されたことにより発する散乱光を、所定の時間間隔で複数回撮像し、複数の画像を取得する撮像工程と、
前記複数の画像を用いて前記散乱光の周期的な輝度変化を測定し、前記輝度変化の位相変化を算出し、前記位相変化に基づき前記化学強化ガラスの表面からの深さ方向の応力分布を算出する演算工程と、を有することを特徴とする請求項5に記載の応力測定方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018208763A JP7158017B2 (ja) | 2018-11-06 | 2018-11-06 | 応力測定装置、応力測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018208763A JP7158017B2 (ja) | 2018-11-06 | 2018-11-06 | 応力測定装置、応力測定方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020076598A JP2020076598A (ja) | 2020-05-21 |
JP7158017B2 true JP7158017B2 (ja) | 2022-10-21 |
Family
ID=70723888
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018208763A Active JP7158017B2 (ja) | 2018-11-06 | 2018-11-06 | 応力測定装置、応力測定方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7158017B2 (ja) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20160178477A1 (en) | 2014-12-23 | 2016-06-23 | Corning Incorporated | Prism-coupling systems and methods for characterizing ion-exchanged waveguides with large depth-of-layer |
JP2016142600A (ja) | 2015-01-30 | 2016-08-08 | 有限会社折原製作所 | 表面応力測定方法、表面応力測定装置 |
JP2017522542A (ja) | 2014-05-21 | 2017-08-10 | コーニング インコーポレイテッド | 層深さの大きい導波路の特性を評価する、プリズム結合システムおよび方法 |
WO2018056121A1 (ja) | 2016-09-26 | 2018-03-29 | 有限会社折原製作所 | 強化ガラスの応力測定装置、強化ガラスの応力測定方法、強化ガラスの製造方法、強化ガラス |
JP2018526616A (ja) | 2015-06-04 | 2018-09-13 | コーニング インコーポレイテッド | イオン交換により化学強化されたリチウム含有ガラスを特徴付ける方法 |
JP2018527282A (ja) | 2015-09-17 | 2018-09-20 | コーニング インコーポレイテッド | イオン交換により化学強化されたリチウム含有ガラスを特徴付ける方法 |
WO2018186402A1 (ja) | 2017-04-06 | 2018-10-11 | Agc株式会社 | 化学強化ガラス |
-
2018
- 2018-11-06 JP JP2018208763A patent/JP7158017B2/ja active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017522542A (ja) | 2014-05-21 | 2017-08-10 | コーニング インコーポレイテッド | 層深さの大きい導波路の特性を評価する、プリズム結合システムおよび方法 |
US20160178477A1 (en) | 2014-12-23 | 2016-06-23 | Corning Incorporated | Prism-coupling systems and methods for characterizing ion-exchanged waveguides with large depth-of-layer |
JP2016142600A (ja) | 2015-01-30 | 2016-08-08 | 有限会社折原製作所 | 表面応力測定方法、表面応力測定装置 |
JP2018526616A (ja) | 2015-06-04 | 2018-09-13 | コーニング インコーポレイテッド | イオン交換により化学強化されたリチウム含有ガラスを特徴付ける方法 |
JP2018527282A (ja) | 2015-09-17 | 2018-09-20 | コーニング インコーポレイテッド | イオン交換により化学強化されたリチウム含有ガラスを特徴付ける方法 |
WO2018056121A1 (ja) | 2016-09-26 | 2018-03-29 | 有限会社折原製作所 | 強化ガラスの応力測定装置、強化ガラスの応力測定方法、強化ガラスの製造方法、強化ガラス |
WO2018186402A1 (ja) | 2017-04-06 | 2018-10-11 | Agc株式会社 | 化学強化ガラス |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020076598A (ja) | 2020-05-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102345803B1 (ko) | 강화 유리의 응력 측정 장치, 강화 유리의 응력 측정 방법, 강화 유리의 제조 방법, 강화 유리 | |
JP6419595B2 (ja) | 表面応力測定方法、表面応力測定装置 | |
JP7116132B2 (ja) | イオン交換で化学的に強化されたリチウム含有ガラスにおけるニー応力の測定を改善する方法 | |
US9983064B2 (en) | Apparatus and methods for measuring mode spectra for ion-exchanged glasses having steep index region | |
CN108700511B (zh) | 表面折射率测定方法及利用了该方法的表面应力测定方法 | |
JP6769432B2 (ja) | 化学強化ガラス | |
US9261429B2 (en) | Prism-coupling systems and methods for characterizing large depth-of-layer waveguides | |
KR102659463B1 (ko) | 강화 유리의 평가 장치, 강화 유리의 평가 방법, 강화 유리의 제조 방법, 강화 유리 | |
US9696207B2 (en) | Method of enhancing contrast in prism coupling measurements of stress | |
TW201945701A (zh) | 具有寬計量製程窗之稜鏡耦合應力計 | |
JPS5937451B2 (ja) | 化学強化ガラスの表面応力測定装置 | |
JP7158017B2 (ja) | 応力測定装置、応力測定方法 | |
KR20220027761A (ko) | 강화 유리의 응력 측정 장치, 강화 유리의 응력 측정 방법, 강화 유리 | |
JP7284512B2 (ja) | 強化ガラスの応力測定装置、強化ガラスの応力測定方法 | |
JP7437750B2 (ja) | 強化ガラスの表面屈折率測定装置及び表面屈折率測定方法、強化ガラスの表面応力測定装置及び表面応力測定方法 | |
JP2022039955A (ja) | 強化ガラスの応力測定装置、強化ガラスの応力測定方法、強化ガラス | |
JP2024021419A (ja) | 強化ガラスの測定方法、強化ガラスの測定装置 | |
JP2022169279A (ja) | ガラス評価装置、ガラス評価方法 | |
US20190271602A1 (en) | Prism coupling methods of characterizing stress in glass-based ion-exchanged articles having problematic refractive index profiles | |
Côté et al. | Spectro-angular optical biosensor based on surface plasmon resonance operating in the visible spectrum |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210915 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220629 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220705 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220901 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220920 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221003 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7158017 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |