TW201423032A - 用於量測玻璃樣品剖面輪廓特徵之系統及方法 - Google Patents

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Abstract

揭示用於量測玻璃樣品(300)之剖面輪廓之系統及方法。該方法包括以下步驟：在進入玻璃樣品中之不同深度處，掃描穿過玻璃樣品及參考組塊(320)的經極化轉換之光束(112PS)，以界定經傳輸的極化轉換之光束。該方法亦包括以下步驟：量測經極化轉換之光束中之功率量，以形成經極化轉換之參考信號(SR)，以及偵測經傳輸之極化轉換之光束以形成經極化轉換之偵測器信號(SD)。該方法進一步包括以下步驟：將經極化轉換之偵測器信號按經極化轉換之參考信號劃分，以界定正常化經極化轉換之偵測器信號(SN)。處理正常化經極化轉換之偵測器信號判定剖面輪廓特徵。

Description

用於量測玻璃樣品剖面輪廓特徵之系統及方法 【相關申請案之交叉引用】
本申請案根據專利法主張2012年10月25日申請之美國臨時申請案第61/718273號之優先權權益，該申請案之內容為本文之依據且全部以引用之方式併入本文中
本揭示案係關於用於光學地表徵玻璃的系統及方法，且更特定而言，係關於用於量測玻璃樣品之剖面輪廓特徵之系統及方法。
離子交換及其他玻璃強化製程可在玻璃中產生應力並引起光學雙折射。形成於玻璃中之壓縮應力區域及張應力區域可具有相對小之深度(例如，10微米)或相對大之深度(例如，幾或數毫米)。玻璃部件之應力剖面輪廓可由對於量測光之正交極化之折射率剖面輪廓的量測推導而得，其中兩個極化狀態之折射率剖面輪廓中之差代表雙折射率。應力經由應力光學係數與雙折射率相關。應力之特徵(剖面輪廓)可為相當複雜且視多個因素而定，包括基礎玻璃材料、玻璃生產製程及下游製造製程。
玻璃部件中之應力可藉由多種外力而改變，包括如何將玻璃部件安裝至裝置中以及如何使用該玻璃部件。在對可靠性及失效模式之研究中，使用多種品質控製程序以檢驗及量測橫穿玻璃部件之邊緣並貫穿玻璃部件之體積的應力改變。
已用以量測經離子交換之平面光波導管的折射率及雙折射率剖面輪廓(從而量測應力)的一種技術，為折射近場(RNF)方法。RNF方法使用一種系統，該系統內參考組塊與經量測之玻璃部件接觸。量測光穿過玻璃部件及參考組塊，並由光偵測器偵測到，該光偵測器經安置十分靠近參考組塊之頂部。示例性RNF系統揭示於美國專利第5,280,334號。
先前技術之RNF系統之問題是：光偵測器除了偵測到量測光之外，還偵測到自多個角度及位置散射且多次反射的光。散射光可產生於折射液之缺陷(例如，污染物)、在參考組塊之表面上之缺陷(例如，次最佳清潔後的殘留灰塵)、在RNF系統之光學器件中或甚至在玻璃樣品自身中之缺陷(例如，氣泡及其他「顆粒」)。該散射光可導致對於玻璃部件之折射能力的錯誤量測。
本揭示案針對用於量測玻璃部件(本文中稱為「玻璃樣品」)之剖面輪廓特徵的RNF系統及方法。示例性剖面輪廓特徵為：光之正交極化的折射率剖面輪廓、雙折射率以及應力。系統及方法在約毫米級之擴展掃描深度範圍內操 作。由於幾乎同時地對於極化之TE狀態及TM狀態進行量測，系統對於雙折射率量測具有較低之熱靈敏度及時間靈敏度。此藉由使用極化轉換器實現，在每個量測點，當量測光掃描玻璃樣品時，該極化轉換器迅速地(例如，在一或幾毫秒內)將量測光在TE極化與TM極化之間轉換。此轉換極大地降低了雙折射率量測對於光源之光功率之波動以及對於環境之振動的靈敏度。該轉換亦消除了對於精確且限制掃描範圍之定位設備(如壓電掃描器)的需求，該定位設備需要將兩個極化掃描精確地複位，以便得出精確應力量測。
功率監測參考光偵測器與信號光偵測器同步操作，以對經極化轉換之參考信號及偵測器信號進行共模信號處理。此同步操作用於使光源之信號功率中之輸出波動以及信號變化正常化，該等信號變化產生於經由極化轉換器傳輸之功率的極化相關性。共焦成像方法亦用於藉由阻止不需要之光(例如，散射以及多次反射的光)到達信號偵測器及參考偵測器而減少信號雜訊。此信號雜訊之減少使得從玻璃樣品之量測點發射的折射光信號能夠單獨詢問。
定位信號光偵測器，其中信號光偵測器之感光表面通常與射入該表面上之光束之中心射線垂直並且同軸(大致呈以下角度：(βmax-βmin)/2，且η=0；第1圖)。此定位用於消除高折射率半導體光偵測器在以較大入射角使用時所展示之偵測效率的大部分之角度以及極化相關之變化。該定位亦使入射至信號光偵測器上之角度的有效範圍減小到二分之一。此外，在此配置中，光偵測器不要求專用防反射塗層以 促進大角度之偵測。
第二扇形孔徑光闌允許角度之方位角範圍縮小至任意所需之角度範圍。此減少或消除源自主要扇形孔徑光闌之邊緣的不需要的繞射效果。第二扇形光闌界定阻擋盤之最小通角βmin。最大通角βmax不受第二扇形光闌限制，且最大通角βmax視目標焦點處之折射率而定。
第二孔徑光闌經置放遠高於參考組塊之頂面，例如，相距0.6英寸至1.25英寸之距離(DS)。信號光偵測器定位於距參考組塊之頂部介於80mm與200mm之間的軸向距離處。樣品到該樣品下游之第一透鏡的距離受限於一要求，該要求為接收透鏡對之通光孔必須有能力在最小角βmin至最大角βmax範圍內之掃描過程中，接收折射光而不使穿過第二扇形光闌之任何光發生漸暈。對於直徑為2英寸之透鏡的實例，此距離大約小於或等於80mm。
本揭示案之態樣為一種用於對玻璃樣品之剖面輪廓特徵進行折射近場(RNF)量測之系統，該玻璃樣品經安置與具有頂面之參考組塊相鄰。該系統包括：光源系統以及極化轉換系統，該光源系統產生偏極光，該極化轉換系統接收偏極光之極化，並使偏極光之極化在第一正交極化與第二正交極化之間轉換，以形成經極化轉換之光束。該系統亦具有參考偵測器系統，該參考偵測器系統經安置以接收經極化轉換之光束的一部分並形成經極化轉換之參考偵測器信號。光學系統經設置以在進入玻璃樣品中之不同深度處掃描穿過玻璃樣品及參考組塊的經極化轉換之光束。信號偵測器系統經安 置以接收在相對於正入射26度至45度之角度範圍內的經極化轉換之光束，該經極化轉換之光束穿過玻璃樣品及參考組塊傳輸，並作為回應形成經極化轉換之偵測器信號。信號控制及處理系統可操作地經設置以移動參考組塊及樣品，且接收並處理經極化轉換之參考信號及偵測器信號，以判定玻璃樣品之剖面輪廓特徵。
本揭示案之另一態樣為一種量測玻璃樣品之剖面輪廓特徵的方法，該玻璃樣品經置放與具有頂面之參考組塊相鄰。該方法包括以下步驟：於進入玻璃樣品中不同深度處掃描穿過玻璃樣品及參考組塊的經極化轉換之光束，以界定經傳輸的極化轉換之光束。該方法亦包括以下步驟：量測經極化轉換之光束中之功率量以形成經極化轉換之參考信號。該方法進一步包括以下步驟：偵測經傳輸之經極化轉換之光束以形成經極化轉換之偵測器信號。該方法另外將經極化轉換之偵測器信號按經極化轉換之參考信號劃分，以界定正常化經極化轉換之偵測器信號。該方法亦包括以下步驟：處理正常化經極化轉換之偵測器信號，以判定玻璃樣品之剖面輪廓特徵。
本揭示案之另一態樣為一種量測玻璃樣品之剖面輪廓特徵的方法，該玻璃樣品經置放與參考組塊相鄰。該方法包括以下步驟：產生經極化轉換之光束，該光束以1Hz與50Hz之間的速率在正交極化間轉換。該方法亦包括以下步驟：量測經極化轉換之光束中之功率量，並產生經極化轉換之參考信號，其中正交極化中之每一者的經量測功率量彼此為 50%之內。該方法進一步包括以下步驟：在進入玻璃樣品中之不同深度處穿過玻璃樣品及參考組塊傳輸經極化轉換之光束。該方法另外包括以下步驟：使用中繼光學系統將經傳輸之經極化轉換之光束中繼至信號光偵測器，其中信號光偵測器產生經極化轉換之偵測器信號。該方法亦包括以下步驟：將偵測器信號按參考信號劃分，以形成正常化偵測器信號。該方法亦包括以下步驟：根據正常化偵測器信號判定玻璃樣品之剖面輪廓特徵。
將於以下詳細描述中闡述額外之特徵及優點，且對熟悉此項技術者而言，該等特徵及優點將部分的根據描述顯而易見，或藉由實踐如書面描述、描述中之申請專利範圍以及隨附圖式中所述之實施例而認識到。
應瞭解，前述一般描述及以下詳細描述僅為示例性的，且意在提供用於理解申請專利範圍之本質及特徵的概述或框架。
100‧‧‧RNF量測系統
110‧‧‧光源
112‧‧‧光
120‧‧‧極化控制器
122‧‧‧輸入端
124‧‧‧輸出端
126‧‧‧單模光纖
128‧‧‧光纖槳
130‧‧‧光源系統
132‧‧‧準直透鏡
140‧‧‧極化轉換器
146‧‧‧極化轉換控制器
150‧‧‧束分元件
160‧‧‧參考偵測器系統
162‧‧‧聚焦透鏡
164‧‧‧共焦孔
165‧‧‧軸上開口
166‧‧‧參考光偵測器
168‧‧‧光敏面
170‧‧‧參考臂
180‧‧‧光轉向構件
182‧‧‧反射表面
200‧‧‧第一扇形孔徑光闌
202‧‧‧離軸第一開口
202‧‧‧楔形開口
204‧‧‧楔形開口頂端
220‧‧‧物鏡
230‧‧‧支撐平臺
232‧‧‧上表面
236‧‧‧支撐平臺之孔
240‧‧‧定位台
244‧‧‧定位台控制器
250‧‧‧蓋片
252‧‧‧頂面
254‧‧‧底面
270‧‧‧掃描光學系統
300‧‧‧玻璃樣品
304‧‧‧邊緣表面
306‧‧‧前表面
308‧‧‧後表面
320‧‧‧參考組塊
322‧‧‧頂面
324‧‧‧前表面
326‧‧‧AR塗層
330‧‧‧折射率匹配油
360‧‧‧第二扇形孔徑光闌
362‧‧‧第二開口
364‧‧‧半圓形可移動部分
366‧‧‧中心盤
368‧‧‧中心緊固構件
369‧‧‧開口邊緣
400‧‧‧信號偵測器系統
410‧‧‧中繼光學系統
420‧‧‧共焦可變孔
422‧‧‧軸上開口
430‧‧‧信號光偵測器
432‧‧‧光敏面
470‧‧‧信號臂
500‧‧‧雙通道功率計
510‧‧‧主觸發器控制器
550‧‧‧主電腦控制器
552‧‧‧處理器
554‧‧‧記憶單元
570‧‧‧處理系統
112C1‧‧‧準直光束
112F1‧‧‧經極化轉換之聚焦光束
112F2‧‧‧第二經極化轉換之聚焦光束
112C‧‧‧中心射線
112P‧‧‧自由空間偏極光束
112PS(112V,112H)‧‧‧經極化轉換之光束
112R‧‧‧經極化轉換之光束的較小部分
112W‧‧‧楔形之經極化轉換之光束
120P‧‧‧偏極光
412a、412b‧‧‧透鏡元件
A1~A4‧‧‧光軸
DS‧‧‧第二扇形孔徑光闌與參考組塊頂面之距離
S1~S5‧‧‧控制信號
SD‧‧‧經電極化轉換之偵測器信號
SN‧‧‧正常化經極化轉換之信號
SR‧‧‧經電極化轉換之參考信號
βmin‧‧‧最小通角
βmax‧‧‧最大通角
ηmin‧‧‧最小方位角
ηmax‧‧‧最大方位角
η‧‧‧方位角
θ‧‧‧入射角
th‧‧‧玻璃樣品厚度
TH‧‧‧參考組塊厚度
包括隨附圖式以提供進一步之理解，且該等圖式經併入本說明書中並構成本說明書之一部分。圖式圖示一或多個實施例，且與詳細描述一併用於解釋各種實施例之原理及操作。因此，將根據以下詳細描述連同隨附圖式全面理解本揭示案，該等圖式中：第1圖為根據本揭示案之示例性RNF量測系統的示意圖；第2A圖為示例性共焦孔之特寫正視圖； 第2B圖及第2C圖分別為第一孔徑光闌及第二孔徑光闌之實例的特寫正視圖；第2D圖為信號光偵測器之特寫側視圖，該圖圖示入射到信號光偵測器上的聚焦之經極化轉換之光束，其中該聚焦之經極化轉換之光束的中心射線為正入射，並且該圖圖示聚焦之經極化轉換之光束中的角△θ的範圍；第3A圖為參考組塊及玻璃樣品之高視圖，該參考組塊及玻璃樣品經安置於第1圖之RNF量測系統之顯微鏡載片的頂上；第3B圖為玻璃樣品之高視圖；第4A圖及第4B圖為TE偏極光以及TM偏極光的反射率R隨角(度數)變化之曲線圖，以及矽-空氣界面(第4A圖)及矽與折射率為1.5之媒體之間的界面(第4B圖)的反射率差值△R=(RTE-RTM)之曲線圖；第5A圖為高品質功率計在用未充滿光偵測器的窄準直光束照亮時之TE極化(由+表示)及TM極化(由○表示)之功率P(μm)隨入射角θ(度)變化的曲線圖；第5B圖為基於第5A圖的TE極化及TM極化之所量測功率之差△P(%)隨角度變化的曲線圖；第6A圖繪製折射率為1.51之參考組塊與空氣之間的界面的反射率R隨入射角θ(度)變化的曲線；第6B圖與第6A圖相同，但在界面處具有防反射(AR)塗層，AR塗層由厚度為915nm之MgF2單層製成，該厚度對於波長為633nm之光而言為最佳(亦即，AR塗層 具有1.45λ的厚度)；第7A圖為折射率n(RIU)隨進入玻璃樣品之深度d(μm)變化的曲線圖，其中玻璃樣品為高品質之經離子交換之玻璃(100% KNO3)，其中TE極化之折射率n(亦即，nTE)由實線表示且TM極化之折射率n(亦即，nTM)由虛線表示；第7B圖與第7A圖相似，但第7B圖繪製如根據第7A圖中之雙折射資料計算之產生之應力剖面輪廓σ(MPa)隨深度(μm)變化的曲線；第8A圖為折射率n(RIU)及應力σ(MPa)隨進入玻璃樣品之深度d(μm)變化的曲線圖，該玻璃樣品由位於芯玻璃之任意一側上的兩個包層玻璃而構成，其中折射率剖面輪廓位於曲線圖之頂部且應力剖面輪廓位於曲線圖之底部；第8B圖與第8A圖相同，且圖示200-μm跨度內TE折射率剖面輪廓及TM折射率剖面輪廓之放大圖，以揭示TE折射率剖面輪廓及TM折射率剖面輪廓的共模可變性以及經量測之TM-TE雙折射；及第9圖為與第8A圖相似之曲線圖，且圖示經量測之玻璃樣品的折射率剖面輪廓(曲線圖之底部)及應力剖面輪廓(曲線圖之頂部)，該玻璃樣品之表面具有低折射率層。
現詳細參照本揭示案之各種實施例，該等實施例之實例均圖示在隨附圖式中。任何可能時候，所有圖式中均使用相同或相似之元件符號及符號指代相同或相似部件。圖式 不必依照比例，且熟悉此項技術者將認識到圖式中何處已被簡化以便圖示本揭示案之關鍵態樣。
以下闡述之申請專利範圍併入本詳細描述中，且構成本詳細描述的一部分。
本文所提及之任何出版物或專利文件之全部揭示內容均以引用之方式併入本文中。
笛卡兒坐標圖示於一些圖式中以用於參考且並非意在對方向或方位進行限制。
第1圖為根據本揭示案之示例性RNF量測系統(「系統」)100的示意圖。系統100經設置以判定玻璃樣品之特徵。特徵可為光之正交極化的折射率剖面輪廓，雙折射率或應力。此等三種剖面輪廓特徵均為相關的。
系統100包括光源系統130。光源系統130包括光源110，該光源110沿第一光軸A1發射出光112。示例性光源110為以637nm之標稱波長操作的單模尾纖式雷射。光源系統130亦包括極化控制器120，該極化控制器120具有輸入端122及輸出端124。光源110光耦合至極化控制器120之輸入端122。極化控制器120接收來自光源110之光112並輸出偏極光120P。示例性極化控制器120為基於光纖的且包括一段單模光纖126，該單模光纖126包裹在光纖槳128周圍，該光纖槳128在光纖中引發應力雙折射以產生所需之輸出極化。
光源系統130亦包括準直透鏡132。極化控制器120於極化控制器120之輸出端124處光耦合至準直透鏡132。準直透鏡132經設置以接收由極化控制器120之單模光纖126 發射的發散偏極光120P，並形成準直的自由空間偏極光束112P，在實例中該偏極光束112P具有大體上為圓形的橫截面形狀。準直透鏡132可包括一或多個透鏡元件或其他類型之光學元件，諸如反射元件。
系統100亦包括極化轉換器140，該極化轉換器140沿軸A1定位於準直透鏡132之下游，以使得極化轉換器140接收準直的偏極光束112P。極化轉換器140可操作地連接至極化轉換控制器146並由極化轉換控制器146驅動，該極化轉換控制器146在一個實例中以高達1KHz之轉換速率操作，但在另一個實例中以1Hz至50Hz之轉換速率操作。極化轉換器140及極化轉換控制器146構成極化轉換系統。在實例中，極化轉換器140為可變減速器之形式，諸如液晶可變減速器。可使用其他類型之習知極化轉換器，諸如基於光纖的轉換器、電光轉換器及機械可旋轉之極化器。
極化轉換器140由極化轉換控制器146驅動，以使偏極光束112P之極化狀態交互地在TE極化112V與TM極化112H(亦即，垂直極化與水平極化)之間轉換。因此偏極光束112P經轉換為經極化轉換之光束112PS。極化轉換器140之示例性轉換時間介於1毫秒與100毫秒之間，其中示例性轉換時間為約1毫秒。在實例中，偏極光束112P作為TE偏極光或TM偏極光離開極化控制器120，且極化轉換器140在經激活時使偏極光束112P轉換至另一極化，亦即，經極化轉換之光束112PS。
系統100沿軸A1及在極化轉換器140之下游進一 步包括束分元件150。示例性束分元件150非常薄，例如，未經塗佈薄膜。束分元件150經設置以沿第二光軸A2，反射經極化轉換之光束112PS的相對小的部分(「反射光部分」)112R。在實例中，反射光部分112R為多達經極化轉換之光束112PS的50%，但在其他實例中反射小於經極化轉換之光束的20%或小於10%，其中8%為示例性量。
在實例中，第二光軸A2與第一光軸A1產生相對較小之角，亦即，經極化轉換之光束112PS幾乎正入射至束分元件150上。此幫助確保TE極化狀態及TM極化狀態自束分元件150之反射大約相同。此是因為角度越大，TE光及TM光之反射之差改變越多。薄束分元件150具有之益處為：可忽略在該束分元件150兩個表面之間的多次反射產生的虛反射偏移。
參考偵測器系統160沿第二光軸A2安置；在實例中，該參考偵測器系統160沿著第二光軸按次序包括：具有焦距f1的聚焦透鏡162、經安置距聚焦透鏡距離為f1的共焦孔164以及具有光敏面168的參考光偵測器166。參考偵測器系統160經設置以接收並偵測經極化轉換之反射光部分112R，該經極化轉換之反射光部分112R藉由束分元件150反射以沿光軸A2行進。在實例中，聚焦透鏡162為消色差的。
第2A圖為示例性共焦孔164之特寫正視圖。共焦孔164具有較小軸上開口165。第二光軸A2及參考偵測器系統160界定系統100之參考臂170。參考光偵測器166回應於對於反射之極化轉換之光部分112R的接收產生經極化轉換 之參考信號SR。
系統100亦包括光轉向構件180，該光轉向構件180沿第一光軸A1安置在束分元件150之下游。光轉向構件180界定第三光軸A3，在實例中，該第三光軸A3與第一光軸A1成直角。示例性光轉向構件180為具有反射表面182之反射鏡。光轉向構件180用於反射經極化轉換之光束112PS，以使得光束沿第三光軸A3行進。
系統100亦包括第一扇形孔徑光闌200，該第一扇形孔徑光闌200安置在光轉向構件180之下游且沿第三光軸A3。第2B圖為示例性第一孔徑光闌200之特寫正視圖。第一孔徑光闌200具有楔形的離軸第一開口202(參見第2B圖)。第一開口202經設置以從經極化轉換之光束112PS形成楔形之經極化轉換之光束112W。第一開口202經設置以僅使可能遵循軌跡的經極化轉換之光束112PS之部分穿過量測區域且穿出參考組塊320之頂面經由第一次折射傳遞至信號偵測器430(信號偵測器及參考組塊320將於下文介紹並討論)。
第一次未折射出參考組塊320之頂部322的任何光112PS必須藉由不透明區域進行阻擋，該不透明區域界定楔形開口202。示例性楔形開口202具有頂端204及相關之角η，在實例中角η為可調整的(例如，在0°與90°之間)，以使得可調整經傳輸之楔形偏極光束112W之橫截面形狀。楔形開口202之頂端204沿第三光軸A3定位。
系統100沿第三光軸A3以及在第一扇形孔徑光闌200之下游亦包括：物鏡220及可移動支撐平臺230，該支撐 平臺230由定位台240支撐，該定位台240在X、Y及Z方向上可移動(亦即，三維)。定位台240可操作地連接至台控制器244。因此定位台240可操作以使支撐平臺以三維方式移動。
示例性物鏡220為顯微鏡物鏡，該顯微鏡物鏡之中心與第三光軸A3及第一扇形孔徑光闌200之頂端204同軸。支撐平臺230具有上表面232，該上表面232支撐具有頂面252及底面254之蓋片250。支撐平臺230具有孔236，穿過第一扇形孔徑光闌200的經極化轉換之光束112PS可穿過該開孔236且隨後穿過蓋片250。物鏡220針對蓋片250之存在而校正。
系統100亦包括玻璃樣品300。玻璃樣品300連同參考組塊320一同支撐在蓋片250上。第3A圖為安置在蓋片250之頂面252上的玻璃樣品300及參考組塊320的特寫高視圖。第3B圖僅為玻璃樣品300之特寫高視圖。玻璃樣品300具有邊緣表面304、前表面306及後表面308。玻璃邊緣表面304面對蓋片250之頂面252。
參考組塊320具有上述頂面322及前表面324。參考組塊320及玻璃樣品300經安置以使參考組塊320之前表面324面對玻璃樣品之後表面308。待量測之光學參數沿X方向具有梯度。
玻璃邊緣表面304在X-Y平面內經量測。玻璃邊緣表面304之掃描量測可根據位置進行。玻璃樣品300在X方向上具有厚度th，該厚度th大體上小於幾毫米。在實例中， 玻璃邊緣表面304經處理(例如切開及/或拋光)以顯示應力剖面輪廓之深度，該應力剖面輪廓沿邊緣304自後表面308向前表面306延伸。
單光柵掃描或多光柵掃描可在距離幾毫米之多處位置進行。極角β及方位角η圖示於第3A圖，其中實例限制了βmin、βmax及ηmin、ηmax。參考組塊320在Z方向上具有厚度TH。厚度TH之示例性範圍為5mm至20mm，其中8mm為該範圍內之示例性厚度。
在示例性實施例中，折射率匹配油330用以確保蓋片250、玻璃樣品300之邊緣表面304、玻璃樣品之後表面308以及參考組塊320之前表面324之間的低反射光耦合。蓋片底面254及參考組塊頂面322均可視情況塗佈有極化無關且角度無關之防反射(AR)塗層326(以點線邊界圖示)以最小化極化之反射率變化及入射角範圍。
經極化轉換之光束112PS離軸地穿過第一扇形孔徑光闌200之楔形開口202，且所得之楔形經極化轉換之光束進入物鏡220，物鏡220之中心在第三光軸A3上。經極化轉換之光束112PS的寬度使得該經極化轉換之光束112PS滿溢出物鏡220之輸入通光孔(未圖示)。此滿溢確保僅經極化轉換之光束112PS的最強烈及大致均勻的、實質高斯中心部分聚焦在玻璃樣品300之邊緣表面304上作為聚焦光束。
此滿溢亦幫助減少或消除楔形開口202之外部圓形部分帶來的任何不利的繞射影響。由於經極化轉換之光束112PS從相對於第三光軸A3之離軸位置進入物鏡220，物鏡 形成經極化轉換的第一聚焦光束112F1。
系統100亦包括第四光軸A4，該第四光軸A4在物鏡220之焦點位置與第三光軸A3相交，其中焦點位置經定位於玻璃樣品300之邊緣表面304上。信號偵測器系統400沿第四光軸A4可操作地安置。示例性信號偵測器系統400沿著第四光軸A4按次序包括：中繼光學系統410、具有軸上開口422之共焦可變孔420以及具有光敏面432之信號光偵測器430。在實例中，中繼光學系統410為消色差的。如第1圖所示的示例性之消色差中繼光學系統410包括一對透鏡元件412a及412b。在實例中，每個透鏡元件412a及412b具有焦距f2(例如，f2=80mm)並包括防反射塗層。透鏡元件412a及412b之示例性直徑(通光孔徑)約為2英寸。
在中繼光學系統410的示例性雙透鏡實施例中，第一透鏡412a經定位與軸A4、A3、焦點位置260及玻璃邊緣表面304之交叉處相距一個焦距f2。第一透鏡412a接收並準直經極化轉換之聚焦光束112F1以形成準直光束112C1且不發生漸暈。第二透鏡元件412b經安置，以使得該第二透鏡元件412b接收準直光束112C1並將光束重新聚焦以形成第二經極化轉換之聚焦光束112F2。第二經極化轉換之聚焦光束112F2穿過共焦可變孔420且由信號光偵測器430接收並偵測。作為回應，信號光偵測器430產生經極化轉換之偵測器信號SD。在實例中，信號光偵測器430經置放略微超過第二透鏡元件412b之聚焦點。
系統100亦包括第二扇形孔徑光闌360，該第二扇 形孔徑光闌200位於參考組塊320及玻璃樣品300之下游且沿第三光軸A3。第2C圖為示例性第二扇形孔徑光闌360之特寫正視圖。第二扇形孔徑光闌360包括第二開口362，該第二開口360從光闌之中心偏移，且該第二開口360之方位通角範圍可為固定的或可手動調整的。示例性第二扇形孔徑光闌360具有弓形形狀。第四軸A4標稱穿過第二弓形開口362之中心。
在實例中，第二扇形孔徑光闌360包括兩個半圓形可移動部分364及中心盤366。中心緊固構件368固定半圓部分364，以使半圓部分364可旋轉以打開及關閉第二開口362(如黑體箭頭所示)同時保持開口邊緣369以所有角度位置經徑向地定向至光束之第三光軸A3。
第一扇形孔徑光闌200、物鏡220、可移動支撐平臺230、蓋片250、定位台240及第二扇形孔徑光闌360構成掃描光學系統270。
在實例中，第二開口362具有前述弓形形狀，該弓形形狀具有36°(+/- 18°)的相關之標稱方位通帶角及26°的最小極通角。在實例中，第二開口362相較於第一扇形孔徑光闌200之第一開口202具有更小之面積。此設置用於阻擋因經極化轉換之光束112PS的相互作用而產生之繞射光，該經極化轉換之光束112PS穿過第一扇形孔徑光闌200之楔形開口202之邊緣。該繞射光可對量測造成不利影響。離開物鏡220且沿第四光軸A4行進的經極化轉換之聚焦光束112F1經由蓋片250穿過可移動支撐平臺230之孔236並到達玻璃 樣品300之玻璃邊緣表面304。待測量之一或多個折射率剖面輪廓沿玻璃邊緣表面304之平面排列。
在焦點之後，經極化轉換之聚焦光束112F1偏離並繼續穿過參考組塊320之前表面324且離開頂面322。經極化轉換之聚焦光束112F1之一部分隨後穿過第二扇形孔徑光闌360之第二開口362。
經極化轉換之聚焦光束112F1中以小於βmin之極角傳播的部分經阻擋，而以大於βmin之極角傳播的部分通向信號光偵測器430。因此，若在玻璃邊緣表面304處之折射率減小，則來自經極化轉換之聚焦光束112F1的射線的折射角增大，且現以其他方式阻擋之更多光功率管理以超過最小極角βmin。此導致信號偵測器430處之光功率增大。相反，若玻璃邊緣表面304處之折射率增大，則來自聚焦光束112F1之射線之折射角減小，且更少的光功率管理以超過最小極角βmin並由第二孔徑光闌360阻擋。此導致信號偵測器430處之光功率減小。
第二扇形孔徑光闌360經安置與參考組塊320之頂面322相距距離為DS。在實例中，距離DS之範圍為8.5mm至37.5mm。然而，距離DS可使得高度H至多為3英寸的樣品可安置於蓋片250與第二扇形孔徑光闌360之間，其中限度藉由孔徑光闌與第一透鏡元件412a相交之情況界定。
可為可調整光圈之共焦可變孔420經安置於中繼光學系統410之焦點處(例如，第二透鏡元件412b後方距離f2處)以產生共焦信號偵測配置。請注意，參考偵測器系統160 亦具有共焦偵測配置，但僅具有一個聚焦透鏡162，因為來自束分元件150的經極化轉換之反射光束部分112R已得以準直。信號偵測器系統400及第四光軸A4界定系統100之信號臂470。
在實例中，共焦孔164之軸上開口165可縮小至直徑為約1mm或甚至更小。信號偵測器系統400之共焦偵測配置，連同信號光偵測器430距樣品量測區域之位置的較極偏移距離(例如，約200mm)用於阻止大部分源自量測區域之任何不想要之散射光及反射光到達參考光偵測器166及信號光偵測器430。此用於消除由散射光及/或反射光引起之量測誤差。
所有光偵測器之共同問題在於光偵測器之面上的光偵測效率不同。通常，光偵測器越大，面上之偵測均勻性變化越大。在高品質之光偵測器中，超過1cm2的偵測均勻性之變化可為約±2%。此等均勻性變化導致經量測之光功率相對於折射角之誤差，且因此促成經測量之折射率之比例的誤差。
原則上，此等類型之固有偵測誤差可經由校準方法減小或消除。此校準步驟可包括掃描具有已知折射率剖面輪廓之玻璃樣品，及隨後將經量測之樣品資料重新映射以提高準確度。然而，最理想的是，藉由使偵測器被照明之面積盡可能小而避免此額外之步驟。
第4A圖為左側軸上之反射率R及右側軸上之△R=RTE-RTM作為空氣與矽之間的界面之入射角θ(以度為單位)函數的曲線圖，矽存在於基於矽之光偵測器中。第4B圖為相 同類型之曲線圖，但關於矽與折射率為1.5之媒體(例如折射率匹配油或玻璃)之間的界面。TE反射率RTE由虛線表示，TM反射率RTM由點劃線表示且TE反射率與TM反射率之差△R由實線表示。如第4A圖及第4B圖中可見，較小之入射角具有較小之△R值，且因此對於入射至基於矽之光偵測器上的光而言為較佳的。為此，並參照第2D圖，信號光偵測器430沿第四光軸A4安置，以使得聚焦光束112F2之中心射線112C在聚焦光束之範圍△θ內所有入射角θ內幾乎垂直地入射至信號光偵測器。
此外，由於入射角分為關於表面法線之正角及負角，入射至信號光偵測器430上之入射角β的極角範圍△β為自12°(通常與先前技術系統相關)減半為約6°。此使經量測之TE功率及TM功率之間的最大差從大於3.1%減小為約0.25%，改善到約1/12。在方位角範圍△η中，入射角η從±45°(通常與先前技術相關)減小到±18°。
第5A圖為高品質功率計在用未充滿信號光偵測器430的窄準直光束照亮之TE極化(由+表示)及TM極化(由○表示)之功率P(μm)隨入射角θ(度)變化的曲線圖。電腦控制之液晶可變減速器用於使入射光以每個角度在TE極化狀態與TM極化狀態之間調節數次。由於角度藉由手動旋轉，入射角θ在曲線圖中表示為在功率位準以上及以下。
第5B圖為基於第5A圖的TE極化及TM極化之所量測功率之差△P(%)隨角度變化的曲線圖。△P中最小值與最大值之差值在+/- 24°範圍內為約3.1%。離開液晶極化旋轉 元件之背反射之假影出現在零度處，如第5A圖中箭頭AR1所指。此假影改變功率位準，但如同對於通常之入射光所預期，該假影不影響功率差△P。
減少TM功率及TE功率偏差所計算的改善可由第4A圖、第4B圖、第5A圖及第5B圖之曲線圖估算得出。例如，關於第4A圖，△R從45°處之25.0%下降到18°處之3.6%，此為改善至1/6.9。
可調整方位角帶通△η允許使用者減小角之方位角通帶範圍以減小偵測效率之極化差。在實例中，聚焦透鏡162之焦距f1及中繼光學系統410之焦距f2相對較長(例如，75mm至80mm)，以使得信號光偵測器430處之聚焦弓形光112A之入射角則相對較小。此用於最小化偵測臂及參考臂中之極化相關及角度相關之效率誤差。
可調整第二孔徑光闌360之另一優點為弓形開口362可在方位角方向△η上閉合以確保折射光不超過中繼光學系統410之通光孔。
在實例中，中繼光學系統410放大倍數為1X。然而，可使用其他放大倍數，以進一步減小信號光偵測器430處之入射角，且因此進一步減小角度及極化量測誤差。參考偵測器系統160及信號偵測器系統400之共焦配置幫助限制到達參考光偵測器166及信號光偵測器430之雜散光的量。在替代性實施例中，信號光偵測器430及/或參考偵測器166為小面積偵測器(例如，1mm×1mm)，且未使用共焦孔。
如上所述，AR塗層326可塗覆至參考組塊320之頂 面322。第6A圖繪製折射率為1.51之參考組塊320與空氣之間的界面處的反射率R隨入射角θ(度)變化的曲線。第6B圖為與第6A圖相同之曲線圖，但具有AR塗層326，AR塗層326由厚度為915nm之MgF2單層製成，該厚度對於波長λ為633nm之光而言為最佳(亦即，1.45λ)。TE反射率由虛線表示，而TM反射率經量測為點劃線。TE-TM反射率差△R由實線表示，且△R軸線在曲線圖之右側。箭頭AR2圖示入射角△θ的範圍介於16°與24°之間，該範圍對從參考組塊320中折射入空氣中時的光束為典型的。
參考組塊320之頂面322上的標準四分之一波長之MgF2 AR塗層326可減小角度範圍內的內部極化反射差。然而，雙折射量測之目標最終為在角度範圍內使角度反射差及極化反射差均盡可能的減小。在第6A圖中，反射率R在角度範圍△θ內變化了3.5%。然而，藉由使用厚度為1.45λ之MgF2 AR塗層326，角度範圍△θ內△R之變化減少大於4X到0.8%。藉由對比，標準四分之一波長之AR塗層326在相同角度範圍內之減少量僅達到2X，減少到1.6%。
再參照第1圖，系統100包括雙通道功率計500，該雙通道功率計500電連接至信號光偵測器430及參考光偵測器166。雙通道功率計500亦電連接至主觸發器控制器510，該主觸發器控制器510亦電連接至極化轉換控制器146。系統100亦包括主電腦控制器550，該主電腦控制器550可操作地連接至定位台控制器244、雙通道功率計500及主觸發器控制器510。
在實例中，主電腦控制器550包括處理器552及記憶體單元(「記憶體」)554，該處理器552及記憶體單元554經設置以執行儲存在韌體及/或軟體內的指令，包括用於執行本文所揭示之量測的信號處理指令。在實例中，術語「控制器」及「電腦」為可互換的。
主電腦控制器550可編程以執行本文所述之功能，包括系統100之操作以及表面應力、折射率剖面輪廓及/或雙折射率之量測。如本文所使用，術語「電腦」並非僅局限於該領域中被稱為電腦之彼等積體電路，而是廣泛地表示電腦、處理器、微控器、微電腦、可程式邏輯控制器、特殊應用積體電路及其他可程式電路，且本文中此等術語可交換使用。
軟體可執行或輔助如本文所揭示之系統100的操作效能。軟體可經可操作地安裝在控制器550中且特定而言安裝在處理器552及記憶體554中。軟體功能可包括編程，包括可執行代碼，且該等功能可用於執行本文所揭示之方法。該軟體代碼可藉由通用之電腦或藉由處理器552執行。
主電腦控制器550、雙通道功率計500及主觸發器控制器510構成信號控制及處理系統570之實例，如虛線方框所示。主電腦控制器550亦可包括極化轉換控制器146及台控制器224。
在實例中，光源110發射連續波(CW)光束112。然而，在另一實例中，在使用系統100對玻璃樣品300進行量測期間，光束112可為脈衝的且可控的。在一個實例中， 光源110藉由主電腦控制器550將致使光源發射光112的光源控制信號S1發送至光源而激活。或者光源110可經手動激活。
控制器550將台控制信號S2發送至台控制器244，作為回應，台控制器224控制量測期間定位台240之移動。在實例中，定位台240之移動用以經由聚焦之楔形偏極光束112W掃描可移動之支撐平臺230，因此使焦點移動跨越玻璃樣品300之玻璃邊緣表面304。
在每個位置處，控制器550隨後向主觸發器控制器510發送控制信號S3，該主觸發器控制器510經由各別控制信號S4及S5使雙通道功率計500及極化轉換控制器146之操作同步，以使得系統10瞭解在給定時間正在量測何種極化(TE或TM)。在實例中，雙通道功率計500使用1kHz之低通過濾器(未圖示)以對kHz及更高頻率範圍內之功率變化取平均值。低通過濾器經有目的地設置為等於極化轉換控制器146之最快轉換速率(1kHz)。此確保在高頻信號內取最大平均值，同時在極化狀態已經轉換後，使雙通道功率計500仍能夠在盡可能短的時間內對極化狀態特定信號及參考光功率快速作出回應。
20毫秒至100毫秒之延遲施加在轉換極化的時間與觸發雙通道功率計500以取樣讀數的時間之間。此延遲確保極化已轉換且雙通道功率計500之回應已穩定，以準確讀出與量測之當前極化狀態相關之光功率。此延遲之施加將最大掃描速率限制至每秒將近10至50次量測。
由信號光偵測器430量測之功率在經電極化轉換之偵測器信號SD中體現，且由參考光偵測器166在反射光束部分112R中量測之功率在經電極化轉換之參考信號SR中體現。將經電極化轉換之偵測器信號SD以及經電極化轉換之參考信號SR發送至雙通道功率計500，該雙通道功率計500針對每種極化按經電極化轉換之參考信號劃分經電極化轉換之偵測器信號。此經由極化轉換器140使光源110之任何瞬時功率變化以及任何極化相關之透射率偏差正常化。將所得之正常化經極化轉換之信號SN從雙通道功率計500發送到主電腦控制器550，以用於處理。
由於主觸發器控制器510以取樣保持類型之方法觸發雙通道功率計500，因此經電極化轉換之參考信號SR及經電極化轉換之偵測器信號SD經同時讀取。此方法具有之優點為使偵測器信號通道及參考信號通道之亞毫秒取樣能夠進行，該取樣減小熱機械漂移造成之誤差、掃描系統中之振動誤差、高頻雷射功率振盪、低頻功率漂移以及多種其他時間相關之誤差，該等誤差可減少折射率、雙折射率及應力之量測準確度。
由於均為經極化轉換之信號的參考信號SR及偵測器信號SD，正常化經極化轉換之信號SN包含關於TE極化及TM極化兩者之折射率剖面輪廓的資訊。藉由控制器550使用本領域已知技術基於體現在正常化經極化轉換之信號SN中之資料而計算每種極化之折射率剖面輪廓。
在實例中，量測掃描經延伸至玻璃樣品300之外， 以包括具有精確已知折射率的兩個參考區域。理想之情況為，此等兩個區域由均勻等向性非雙折射媒體構成。在實例中，兩個區域為參考玻璃塊320之一部分及折射率匹配油330之一部分。兩個參考區域之折射率(n1及n2)應彼此近似但又彼此略微不同。比例因數M將量測之功率轉換為每個極化狀態之折射率。比例因數M藉由兩點校正方法判定，該兩點校正方法取兩個參考掃描區域之折射率之差與[每個極化狀態？]掃描通過彼等參考區域時所量測之光功率比(信號功率P1,sig/參考功率P2,ref)之差的比率：M=(n1-n2)/(P1,sig/P1,ref-P2,sig/P2,ref)。[方程式1]
當掃描通過此等參考區域時，每個極化狀態具有略微不同的經傳輸之光功率，且因此應針對每個極化狀態單獨對正常化功率進行折射率的正常化，從而引起每個剖面輪廓的不同比例因數(MTE及MTM)。TE折射率剖面輪廓nTE與TM折射率剖面輪廓nTM之差界定玻璃樣品300中雙折射率(剖面輪廓)之量B=△n。玻璃樣品中應力(剖面輪廓)σ之計算係經由關係式σ=B/SOC和雙折射率B與應力光學係數SOC相關。
以最常見之形式，應力σ及雙折射率B為3×3張量且與第四應力光學張量彼此相關。對於具有應力對稱性之玻璃樣品300，若嚴格控制入射至樣品上之量測光之極化，應力光學張量的係數可出現若干退化及零。在一些情況下，應力光學張量之某些非零係數與其他係數相比時為可忽略的，且可忽略該等係數。因此，由於幾何對稱性以及因應力光學張 量與樣品及詢問之光學方法相關而對應力光學張量所作之簡化，經由雙折射率量測而對應力剖面輪廓σ進行量測的另一個棘手問題就變得簡單了。
特定而言，在玻璃樣品300中之應力對稱性以及應力主平面內適當定向之波傳播(k向量)及極化的情況下，應力光學張量分量中之多者為零、極小及/或退化。在該情況下，應力光學張量隨電磁場方程式倍增時將歸納為表達式，該表達式具有單一應力係數數量，亦即，應力光學係數SOC，該應力光學係數SOC使局部雙折射率與玻璃中之應力經由以上所述之關係式相關：σ=B/SOC。
每種玻璃組成物之應力光學係數SOC是唯一的。然而，大多數玻璃之量級大體上為每兆帕(MPa)2.5x10-6至3.5x10-6雙折射折射率單位(RIU)。下表1展示與不同級的雙折射率之準確度或解析度相關的可達成應力量測準確度或解析度，給定標稱應力光學係數SOC為3.0x10-6雙折射(RIU/MPa)。
系統100之優點為，由於無需連續獲得TE掃描及 TM掃描以量測樣品中之應力，該系統可使用對於玻璃樣品300的精確度較低之定位控制。TE量測及TM量測幾乎同時發生(亦即，彼此在約10毫秒至50毫秒內)且精確地發生於相同位置。使用首先在一個極化狀態下量測且隨後在另一個極化狀態下返回重新量測之方法要求使用極精確且可重複之定位方法及設備，諸如包括壓電定位器之方法及設備。
一般而言，壓電定位器將掃描上限限制為最大500微米，該上限對於量測多種類型之應力增強之玻璃製品而言並非有用的。若兩個極化掃描按順序進行而非同時進行，熱漂移及其他時間相關之誤差亦大得多。
亦已觀測到，在給定位置處每個極化狀態在100ms之短暫區間內整合量測之光功率在雙折射剖面輪廓及應力剖面輪廓中造成更多雜訊而非所預期之更少雜訊。此歸因於以下事實：每個極化狀態中整合功率亦產生兩個極化狀態之信號功率之量測之間的更大時間間隔，該時間間隔使本文所揭示之量測系統及方法的共模排斥優勢減少。
第7A圖為折射率n(RIU)隨進入玻璃樣品300之深度d(μm)變化的曲線圖，其中玻璃樣品為高品質之經離子交換之玻璃(例如，100% KNO3鹽浴)。掃描在1600μm之距離內進行，且玻璃樣品300為1326μm厚。TE極化之折射率n(亦即，nTE)由實線表示，而TM極化之折射率n(亦即，nTM)由虛線表示。因此第7A圖包括雙折射率資料且實際上為雙折射率剖面輪廓B之曲線圖。
第7B圖與第7A圖相似，但第7B圖繪製如根據第 7A圖中之雙折射資料計算之產生之應力剖面輪廓(亦即，σ(MPa)隨深度(μm)變化)曲線。
第7A圖及第7B圖之曲線圖包括六個區域，由1至6表示。區域1為空氣且因此不具意義。區域2為空氣-樣品界面處之油彎月面且不具意義。區域3為位於玻璃樣品300之任一側的高折射率/高壓縮之離子交換區域。區域4為處於張力下之基礎(塊狀)玻璃區域。區域5為玻璃樣品300及參考組塊320之間的油層。區域6為參考組塊320。
第8A圖為折射率n(RIU)及應力σ(MPa)隨進入玻璃樣品300之深度d(μm)變化的曲線圖，該玻璃樣品300由位於芯玻璃之任一側上的兩個包層玻璃構成，且橫跨2500微米。第8B圖與第8A圖相同，但第8B圖圖示200-μm跨度內之折射率剖面輪廓的放大圖，以更好地揭示經量測之雙折射率且圖示共模可變性。
即使分層之玻璃樣品300具有大量顆粒(氣泡)，仍可進行應力量測。在第8A圖中，TE折射率剖面輪廓及TM折射率剖面輪廓相互疊加且幾乎不可辨別；TE折射率剖面輪廓及TM折射率剖面輪廓可更佳地見於第8B圖之特寫視圖中。經計算之應力剖面輪廓σ位於曲線圖之底部。隨後之區域1至區域6經識別：區域1為空氣；區域2為空氣-樣品界面處之油彎月面；區域3為位於低折射率芯之任一側上高折射率之包層玻璃，該低折射率芯識別為區域4；區域5為玻璃樣品300與參考組塊320之間的油層；區域6為參考組塊320。
第8A圖及第8B圖中之資料隨掃描位置之增加(亦 即，隨深度D減少)而朝向較低折射率傾斜。因為到達信號光偵測器430之光功率量增加而發生此情形，且深度d歸因於隨著掃描繼續深入樣品穿過玻璃樣品300之光路徑長度減少而減少。由於RNF量測將高光功率與低折射率相關聯，由路徑長度相關之散射造成的光功率損耗顯示為關於折射率剖面輪廓之負斜率。
然而，雙折射率剖面輪廓中之斜坡效應經消除，因為該雙折射率剖面輪廓為兩個正交極化之折射率剖面輪廓的差。此不僅允許用於精確量測具有光學不均勻性之玻璃樣品300之雙折射率剖面輪廓及應力剖面輪廓，亦根據此資料集，用於判定穿過玻璃樣品之傳輸損耗剖面輪廓。
圖示於第8B圖內之曲線圖中的折射率資料之特寫視圖圖示為何雙折射率解析度相較於折射率解析度為更佳。在樣品之幾乎同時的兩個極化時且相同位置處獲取折射率資料允許顯著之共模信號排斥，在本實例中，該共模信號排斥由玻璃樣品300自身之不均勻性造成。
第9圖為與第8A圖相似之曲線圖，且圖示經量測之玻璃樣品300的折射率剖面輪廓(曲線圖之底部)及應力剖面輪廓(曲線圖之頂部)，該玻璃樣品300之表面具有低折射率層。由於低折射率表層不支援玻璃樣品之表面區域內的任何波導模式，因此此類玻璃樣品300不能使用稜鏡耦合技術進行量測。
經量測之玻璃樣品300為含高濃度鋰之玻璃，該玻璃經受離子交換製程。對於大部分之掃描而言，TE折射率剖 面輪廓及TM折射率剖面輪廓大體上彼此疊加，但在靠近表面於1650μm之位置處為可辨別的。隨後之區域1至區域6經識別：區域1為低折射率表層；區域2為具有張力之區域；區域3為壓縮離子交換區域；區域4為具有152μm之蓋片的折射率匹配油，該等蓋片用作隔片以便為折射率匹配液產生小空間；區域5為參考組塊320。
系統100之長掃描能力結合量測之低極化敏感度使得能夠在進入樣品毫米級距離內以二維形式量測折射率剖面輪廓、雙折射率剖面輪廓及應力剖面輪廓。
系統100之另一優點為，由於玻璃樣品300之兩側均可經量測，因此能僅使用一次掃描對兩面接受不同表面處理之部分進行量測。每一面可與另一面進行對比，且無需翻轉玻璃樣品300以進行第二次量測。
此外，若玻璃樣品300之一面為不透明的、為散射的或表面具有異常高之折射率，仍能夠獲得折射率資料、雙折射率資料及應力資料。可將不完美之表面遠離參考組塊320置放(因此該表面與空氣接觸)並徹底掃描整個玻璃樣品300。雖然不透明的、散射的或高折射率層不可經量測，但下層基板為可量測的。由於應力藉由力平衡經轉移至遍及該部件，可藉由分析樣品之可量測的其餘部分來推斷由玻璃樣品300之不可量測區域所施加之應力。
系統100之高解析指數、雙折射率及應力量測能力使得新型之量測能夠在各種組成物及由各種製造製程形成之多種玻璃上進行。若玻璃足夠透明，本質上具有任何折射率 剖面輪廓之玻璃的應力均可經量測。其他先前技術量測技術對於表面具有低折射率層之玻璃，或無法量測，或量測十分困難。相反，本文所揭示之系統及方法可容忍因顆粒及其他瑕疵造成之玻璃樣品中的一些非均勻性。非常厚之樣品亦可經量測。
在100微米之掃描距離內，示例性系統100中之1-σ、標準偏差、折射率解析度經量測為△n=5x10-5 RIU。標準參考材料中的100微米之掃描距離內，示例性系統100之雙折射率解析度之1-σ標準偏差經量測為△n=1.4x10-5 RIU，該值較折射率解析度優3.6倍且等同於標準的經離子交換的玻璃之約為4.6MPa之應力解析度。
由於在玻璃樣品300之幾乎同時的兩個極化且相同位置處獲取折射率資料允許顯著的共模信號排斥，因此雙折射解析度優於折射率解析度。長達2.5毫米之掃描在各種類型之經應力強化之玻璃樣品300的整個厚度上進行，該等玻璃樣品300具有1.0微米至1.5微米之空間解析度。
可僅藉由按比例放大系統100之組件及玻璃樣品300之大小來實現更長距離之掃描。
對於熟悉此項技術者而言顯而易見的是，可在不脫離如隨附申請專利範圍所界定之本揭示案的精神或範疇之情況下對本文所述之本揭示案的較佳實施例作出各種修改。因此，若修改及變化屬隨附申請專利範圍及其等同物之範疇內，則本揭示案涵蓋該等修改及變化。
100‧‧‧RNF量測系統
110‧‧‧光源
112‧‧‧光
120‧‧‧極化控制器
122‧‧‧輸入端
124‧‧‧輸出端
126‧‧‧單模光纖
128‧‧‧光纖槳
130‧‧‧光源系統
132‧‧‧準直透鏡
140‧‧‧極化轉換器
146‧‧‧極化轉換控制器
150‧‧‧束分元件
160‧‧‧參考偵測器系統
162‧‧‧聚焦透鏡
164‧‧‧共焦孔
165‧‧‧軸上開口
166‧‧‧參考光偵測器
168‧‧‧光敏面
170‧‧‧參考臂
180‧‧‧光轉向構件
182‧‧‧反射表面
200‧‧‧第一扇形孔徑光闌
202‧‧‧離軸第一開口
220‧‧‧物鏡
230‧‧‧支撐平臺
232‧‧‧上表面
236‧‧‧支撐平臺之孔
240‧‧‧定位台
244‧‧‧定位台控制器
250‧‧‧蓋片
252‧‧‧頂面
254‧‧‧底面
270‧‧‧掃描光學系統
300‧‧‧玻璃樣品
320‧‧‧參考組塊
360‧‧‧第二扇形孔徑光闌
362‧‧‧第二開口
400‧‧‧信號偵測器系統
410‧‧‧中繼光學系統
420‧‧‧共焦可變孔
422‧‧‧軸上開口
430‧‧‧信號光偵測器
432‧‧‧光敏面
470‧‧‧信號臂
500‧‧‧雙通道功率計
510‧‧‧主觸發器控制器
550‧‧‧主電腦控制器
552‧‧‧處理器
554‧‧‧記憶單元
570‧‧‧處理系統
112C1‧‧‧準直光束
112F1、112F2‧‧‧經極化轉換之聚焦光束
112P‧‧‧偏極光束
112PS(112V,112H)‧‧‧經極化轉換之光束(TE極化TM極化)
112R‧‧‧經極化轉換之光束的較小部分
112W‧‧‧楔形之經極化轉換之光束
120P‧‧‧偏極光
412a、412b‧‧‧透鏡元件
A1‧‧‧第一光軸
A2‧‧‧第二光軸
A3‧‧‧第三光軸
A4‧‧‧第四光軸
DS‧‧‧第二扇形孔徑光闌與參考組塊之頂面之距離
S1‧‧‧光源控制信號
S2‧‧‧台控制信號
S3~S5‧‧‧控制信號
SD‧‧‧經電極化轉換之偵測器信號
SN‧‧‧正常化經極化轉換之信號
SR‧‧‧經電極化轉換之參考信號

Claims (10)

  1. 一種用於對一玻璃樣品之一剖面輪廓特徵進行一折射近場(RNF)量測之系統，該玻璃樣品經安置與具有一頂面之一參考組塊相鄰，該系統包含：一光源系統，該光源系統產生偏極光；一極化轉換系統，該極化轉換系統接收該偏極光之該極化，並使該偏極光之該極化在第一正交極化與第二正交極化之間轉換，以形成一經極化轉換之光束；一參考偵測器系統，該參考偵測器系統經安置以接收該經極化轉換之光束的一部分並形成一經極化轉換之參考偵測器信號；一光學系統，該光學系統經設置以在進入該玻璃樣品中之不同深度處掃描穿過該玻璃樣品及該參考組塊的該經極化轉換之光束；一信號偵測器系統，該信號偵測器系統經安置以接收在相對於正入射26°至45°之一角度範圍內的該經極化轉換之光束，該經極化轉換之光束穿過該玻璃樣品及該參考組塊傳輸，並作為回應形成一經極化轉換之偵測器信號；及一信號控制及處理系統，該信號控制及處理系統可操作地經設置以移動該參考組塊及該樣品，且接收並處理該等經極化轉換之參考信號及偵測器信號，以判定該玻璃樣品之一剖面輪廓特徵。
  2. 如請求項1所述之系統，其中： 該參考偵測器系統包括一第一共焦孔，該第一共焦孔可操作地經安置與一參考光偵測器直接相鄰；且該信號偵測器系統包括一第一共焦孔，該第一共焦孔可操作地經安置與一信號光偵測器直接相鄰。
  3. 如請求項1所述之系統，其中該信號偵測器系統具有一信號光偵測器，該信號光偵測器定位於距該參考組塊之該頂面介於80mm與200mm之間的一軸向距離處。
  4. 如請求項1所述之系統，其中該信號控制及處理系統包括：一電腦控制器；一雙通道功率計，該雙通道功率計可操作地連接至該電腦控制器、該信號偵測器系統及該參考偵測器系統；及一主觸發控制器，該主觸發控制器可操作地連接至該電腦控制器、該雙通道功率計及該極化轉換系統。
  5. 如請求項1所述之系統，其中該光學系統包括：一第一孔徑光闌，該第一孔徑光闌具有一第一離軸孔；一物鏡；一支撐平臺，該支撐平臺支撐該參考組塊及玻璃樣品；一定位台，該定位台可操作地連接至該支撐平臺，且該定位台可操作以使該支撐平臺以三維方式移動；及 一第二孔徑光闌，該第二孔徑光闌具有一第二離軸孔，該孔具有可調整之一尺寸。
  6. 如請求項5所述之系統，其中該第一離軸孔具有一楔形形狀且該第二離軸孔具有一弓形形狀。
  7. 一種量測一玻璃樣品之一剖面輪廓特徵之方法，該玻璃樣品經安置與具有一頂面之一參考組塊相鄰，該方法包含以下步驟：於進入該玻璃樣品中不同深度處掃描穿過該玻璃樣品及該參考組塊的一經極化轉換之光束，以界定一經傳輸的極化轉換之光束；量測該經極化轉換之光束中之一功率量，以形成一經極化轉換之參考信號；偵測該經傳輸之經極化轉換之光束以形成一經極化轉換之偵測器信號；將該經極化轉換之偵測器信號按該經極化轉換之參考信號劃分，以界定一正常化經極化轉換之偵測器信號；及處理該正常化經極化轉換之偵測器信號，以判定該玻璃樣品之該剖面輪廓特徵。
  8. 如請求項7所述之方法，其中該參考組塊具有一頂面，且其中偵測該經傳輸之經極化轉換之光束的步驟包括以下步驟：在一信號光偵測器處接收該經傳輸之經極化轉換之光 束，其中該信號光偵測器位於距該參考組塊之該頂面介於80mm與200mm之間的一軸向距離處。
  9. 如請求項8所述之方法，該方法包括以下步驟：使該經傳輸之經極化轉換之光束穿過一共焦孔，該共焦孔經安置與該信號光偵測器直接相鄰。
  10. 一種量測一玻璃樣品之一剖面輪廓特徵之方法，該玻璃樣品經安置與一參考組塊相鄰，該方法包含以下步驟：產生一經極化轉換之光束，該光束以1Hz與50Hz之間的一速率在正交極化間轉換；量測該經極化轉換之光束中之一功率量，並產生一經極化轉換之參考信號，其中該正交極化中之每一者中的該經量測功率量為彼此的50%之內；在進入該玻璃樣品中之不同深度處，穿過該玻璃樣品及參考組塊傳輸該經極化轉換之光束；使用一中繼光學系統將該經傳輸之經極化轉換之光束中繼至一信號光偵測器，其中該信號光偵測器產生一經極化轉換之偵測器信號；將該偵測器信號按該參考信號劃分，以形成一正常化偵測器信號；及根據該正常化偵測器信號判定該玻璃樣品之該剖面輪廓特徵。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI596993B (zh) * 2014-08-28 2017-08-21 Ａｓｍｌ荷蘭公司 雷射驅動光子源及包含此種雷射驅動光子源之檢測裝置

Families Citing this family (165)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9359251B2 (en) 2012-02-29 2016-06-07 Corning Incorporated Ion exchanged glasses via non-error function compressive stress profiles
MX351545B (es) * 2013-04-21 2017-10-19 Mobileoct Ltd Aparato de proyección de luz polarizada y métodos del mismo para separar la luz de una superficie de una muestra y sus capas de difusas más profundas.
US9366784B2 (en) 2013-05-07 2016-06-14 Corning Incorporated Low-color scratch-resistant articles with a multilayer optical film
US9110230B2 (en) 2013-05-07 2015-08-18 Corning Incorporated Scratch-resistant articles with retained optical properties
US9512035B2 (en) 2013-06-17 2016-12-06 Corning Incorporated Antimicrobial glass articles with improved strength and methods of making and using same
US11079309B2 (en) 2013-07-26 2021-08-03 Corning Incorporated Strengthened glass articles having improved survivability
US10156488B2 (en) 2013-08-29 2018-12-18 Corning Incorporated Prism-coupling systems and methods for characterizing curved parts
US9983064B2 (en) 2013-10-30 2018-05-29 Corning Incorporated Apparatus and methods for measuring mode spectra for ion-exchanged glasses having steep index region
US9321677B2 (en) 2014-01-29 2016-04-26 Corning Incorporated Bendable glass stack assemblies, articles and methods of making the same
KR20160123368A (ko) 2014-02-13 2016-10-25 코닝 인코포레이티드 향상된 강도 및 항균 특성을 갖는 유리, 및 이의 제조방법
US9517968B2 (en) 2014-02-24 2016-12-13 Corning Incorporated Strengthened glass with deep depth of compression
WO2015164243A1 (en) * 2014-04-23 2015-10-29 Corning Incorporated Method of enhancing contrast in prism coupling measurements of stress
US9840438B2 (en) 2014-04-25 2017-12-12 Corning Incorporated Antimicrobial article with functional coating and methods for making the antimicrobial article
US11267973B2 (en) 2014-05-12 2022-03-08 Corning Incorporated Durable anti-reflective articles
US9335444B2 (en) 2014-05-12 2016-05-10 Corning Incorporated Durable and scratch-resistant anti-reflective articles
US9359243B2 (en) 2014-05-13 2016-06-07 Corning Incorporated Transparent glass-ceramic articles, glass-ceramic precursor glasses and methods for forming the same
TWI705889B (zh) 2014-06-19 2020-10-01 美商康寧公司 無易碎應力分布曲線的玻璃
US9919958B2 (en) 2014-07-17 2018-03-20 Corning Incorporated Glass sheet and system and method for making glass sheet
US11097974B2 (en) 2014-07-31 2021-08-24 Corning Incorporated Thermally strengthened consumer electronic glass and related systems and methods
US9790593B2 (en) 2014-08-01 2017-10-17 Corning Incorporated Scratch-resistant materials and articles including the same
TWI652244B (zh) 2014-10-08 2019-03-01 美商康寧公司 含有金屬氧化物濃度梯度之玻璃以及玻璃陶瓷
US10150698B2 (en) 2014-10-31 2018-12-11 Corning Incorporated Strengthened glass with ultra deep depth of compression
TWI696595B (zh) 2014-11-04 2020-06-21 美商康寧公司 深不易碎的應力分佈及其製造方法
US9534981B2 (en) 2014-12-23 2017-01-03 Corning Incorporated Prism-coupling systems and methods for characterizing ion-exchanged waveguides with large depth-of-layer
US9658150B2 (en) * 2015-01-12 2017-05-23 Kla-Tencor Corporation System and method for semiconductor wafer inspection and metrology
US11267747B2 (en) 2015-03-24 2022-03-08 Corning Incorporated High strength, scratch resistant and transparent glass-based materials
US11613103B2 (en) 2015-07-21 2023-03-28 Corning Incorporated Glass articles exhibiting improved fracture performance
US9701569B2 (en) 2015-07-21 2017-07-11 Corning Incorporated Glass articles exhibiting improved fracture performance
TWI744249B (zh) 2015-09-14 2021-11-01 美商康寧公司 高光穿透與抗刮抗反射物件
KR20180071340A (ko) 2015-10-21 2018-06-27 코닝 인코포레이티드 개선된 손상 내성을 나타내는 비대칭 유리 라미네이트
CN108367964A (zh) 2015-12-08 2018-08-03 康宁股份有限公司 S形应力分布及其形成方法
KR102029948B1 (ko) 2015-12-11 2019-10-08 코닝 인코포레이티드 금속 산화물 농도 구배를 포함하는 융합-형성가능한 유리계 제품
EP3390313A1 (en) 2015-12-17 2018-10-24 Corning Incorporated Ion exchangeable glass with fast diffusion
JP6923555B2 (ja) 2016-01-12 2021-08-18 コーニング インコーポレイテッド 薄厚熱強化及び化学強化ガラス系物品
US10017417B2 (en) 2016-04-08 2018-07-10 Corning Incorporated Glass-based articles including a metal oxide concentration gradient
KR20240019381A (ko) 2016-04-08 2024-02-14 코닝 인코포레이티드 두 영역을 포함하는 응력 프로파일을 포함하는 유리-계 물품, 및 제조 방법
US11453612B2 (en) 2016-04-20 2022-09-27 Corning Incorporated Glass-based articles including a metal oxide concentration gradient
WO2017205605A1 (en) 2016-05-27 2017-11-30 Corning Incorporated Fracture and scratch resistant glass articles
US11059744B2 (en) 2016-06-14 2021-07-13 Corning Incorporated Glasses having improved drop performance
US10934209B2 (en) 2016-10-13 2021-03-02 Corning Incorporated Glass-based articles having improved fracture performance
JP7506980B2 (ja) 2016-11-07 2024-06-27 コーニング インコーポレイテッド 低粘度ガラス並びに製造方法及びシステム
US11111173B2 (en) 2016-11-07 2021-09-07 Corning Incorporated Lithium containing glasses
CN106596059B (zh) * 2016-11-25 2018-12-04 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种非球面元件的应力双折射量的测量方法
JP7127058B2 (ja) 2017-01-18 2022-08-29 コーニング インコーポレイテッド 応力プロファイルが操作された被覆ガラス系物品およびその製造方法
TWI750298B (zh) 2017-01-18 2021-12-21 美商康寧公司 具有設計的應力輪廓之玻璃基物件以及製造方法
US11053162B2 (en) 2017-02-02 2021-07-06 Corning Incorporated Lithium containing glass or glass ceramic article with modified K2O profile near the glass surface
US10899654B2 (en) 2017-07-13 2021-01-26 Corning Incorporated Glass-based articles with improved stress profiles
US10900850B2 (en) 2017-07-28 2021-01-26 Corning Incorporated Methods of improving the measurement of knee stress in ion-exchanged chemically strengthened glasses containing lithium
US11022717B2 (en) * 2017-08-29 2021-06-01 Luna Innovations Incorporated Distributed measurement of minimum and maximum in-situ stress in substrates
TW201922666A (zh) 2017-10-03 2019-06-16 美商康寧公司 具有抗破裂應力輪廓的玻璃基製品
WO2019070788A1 (en) 2017-10-06 2019-04-11 Corning Incorporated GLASS LAMINATE HAVING LOW COMPRESSION STRENGTH, LARGE LAYER DEPTH, CHEMICALLY REINFORCED INTERNAL GLASS LAYER, AND METHOD THEREOF
NL2020896B1 (en) 2018-05-08 2019-11-14 Corning Inc Water-containing glass-based articles with high indentation cracking threshold
US11078104B2 (en) 2017-11-17 2021-08-03 Corning Incorporated Thermal history-insensitive, alkali-containing glasses
US10884108B2 (en) * 2017-11-28 2021-01-05 National Chung Shan Institute Of Science And Technology Light detection and ranging system
US10906834B2 (en) 2017-11-29 2021-02-02 Corning Incorporated Ion-exchangeable mixed alkali aluminosilicate glasses
US10633279B2 (en) 2017-11-29 2020-04-28 Corning Incorporated Glasses with low excess modifier content
WO2019108840A1 (en) 2017-11-30 2019-06-06 Corning Incorporated Glass-based articles having stress profiles with high stored energy and methods of manufacture
TWI821234B (zh) 2018-01-09 2023-11-11 美商康寧公司 具光改變特徵之塗覆製品及用於製造彼等之方法
JP7312756B2 (ja) 2018-01-24 2023-07-21 コーニング インコーポレイテッド 深みでの応力の大きさが大きいガラス系物品
CN108180835A (zh) * 2018-02-01 2018-06-19 常熟市杜尼电子有限责任公司 螺纹孔质量检测系统
US20200399173A1 (en) 2018-03-09 2020-12-24 Corning Incorporated Method for minimizing dent defects in chemically strengthened glass
WO2019191480A1 (en) 2018-03-29 2019-10-03 Corning Incorporated Glasses having high fracture toughness
WO2019191358A1 (en) 2018-03-29 2019-10-03 Corning Incorporated Ion exchanged glass-ceramic articles
US20190366682A1 (en) 2018-05-31 2019-12-05 Corning Incorporated Device surface renewal and rework by bundled laminate structures
JP2021525209A (ja) 2018-05-31 2021-09-24 コーニング インコーポレイテッド 落下性能が改善されたガラス
US11339088B2 (en) 2018-06-08 2022-05-24 Corning Incorporated Fracture resistant stress profiles in glasses
TWI825112B (zh) 2018-07-02 2023-12-11 美商康寧公司 具有改善的應力分佈的玻璃基製品及其製造方法
KR20210032925A (ko) 2018-07-16 2021-03-25 코닝 인코포레이티드 파단에 대한 증가된 내성을 갖는 유리-세라믹 제품 및 이를 제조하기 위한 방법
WO2020018285A1 (en) 2018-07-16 2020-01-23 Corning Incorporated Methods of ceramming glass articles having improved warp
CN115403256A (zh) 2018-07-16 2022-11-29 康宁股份有限公司 利用成核和生长密度以及粘度变化对玻璃进行陶瓷化的方法
CN113195424A (zh) 2018-07-16 2021-07-30 康宁股份有限公司 具有改进的性质的玻璃陶瓷制品及其制造方法
WO2020018290A1 (en) 2018-07-16 2020-01-23 Corning Incorporated Setter plates and methods of ceramming glass articles using the same
US12071367B2 (en) 2018-07-16 2024-08-27 Corning Incorporated Glass substrates including uniform parting agent coatings and methods of ceramming the same
CN112566878B (zh) 2018-07-23 2022-10-18 康宁公司 具有改善的头部冲击性能及破裂后能见度的汽车内部及覆盖玻璃制品
WO2020028237A1 (en) 2018-07-30 2020-02-06 Corning Incorporated Curved glass-based articles
CN114085038A (zh) 2018-08-17 2022-02-25 康宁股份有限公司 具有薄的耐久性减反射结构的无机氧化物制品
EP3841073B1 (en) 2018-08-20 2023-12-20 Corning Incorporated Glass-ceramic articles with improved stress profiles
CN109211920B (zh) * 2018-09-04 2021-09-21 东旭光电科技股份有限公司 用于载板玻璃的紫外光透过率测试装置及设备
US11130705B2 (en) 2018-09-11 2021-09-28 Corning Incorporated Glass-based articles with improved fracture resistance
WO2020069259A1 (en) 2018-09-28 2020-04-02 Corning Incorporated Enhanced ion exchange methods
US11472732B2 (en) 2018-09-28 2022-10-18 Corning Incorporated Glass-based articles with improved stress profiles
WO2020081932A2 (en) 2018-10-18 2020-04-23 Corning Incorporated Strengthened glass articles exhibiting improved headform impact performance and automotive interior systems incorporating the same
DE102018126011A1 (de) * 2018-10-19 2020-04-23 Leica Microsystems Cms Gmbh Verfahren zur Bestimmung des Brechungsindex eines optischen Mediums in einem Mikroskop und Mikroskop
KR20210084538A (ko) 2018-10-31 2021-07-07 코닝 인코포레이티드 광 산란 편광계를 사용한 유리 기반 샘플의 광학 지연의 특성화
EP3752470B1 (en) 2018-11-13 2023-08-30 Corning Incorporated Chemically strengthened lithium disilicate-petalite glass- ceramics
WO2020102015A1 (en) 2018-11-14 2020-05-22 Corning Incorporated Glass substrates with improved compositions
TW202031486A (zh) 2018-11-15 2020-09-01 美商康寧公司 光學膜結構、具有光學膜結構的無機氧化物製品以及製造其的方法
TW202026257A (zh) 2018-11-16 2020-07-16 美商康寧公司 用於透過蒸氣處理而強化之玻璃成分及方法
EP3887330A1 (en) 2018-11-30 2021-10-06 Corning Incorporated Glass articles exhibiting high compressive stress, automotive interior systems that include such glass articles and methods for making the same
CN113383190A (zh) 2018-11-30 2021-09-10 康宁公司 包括导光板的背光单元、制得的显示装置、制作和使用显示装置的方法
CN113490650A (zh) 2019-02-28 2021-10-08 康宁股份有限公司 用于制造具有非均匀厚度的玻璃基制品的补偿模具
CN109781317B (zh) * 2019-03-11 2020-10-16 山东大学 光学玻璃应力检测系统及检测方法
US11105612B2 (en) 2019-03-22 2021-08-31 Corning Incorporated Hybrid systems and methods for characterizing stress in chemically strengthened transparent substrates
TWI839488B (zh) 2019-03-29 2024-04-21 美商康寧公司 耐刮擦及抗損傷的疊層玻璃製品
TW202043168A (zh) 2019-03-29 2020-12-01 美商康寧公司 抗刮玻璃及製作方法
KR20210154825A (ko) 2019-04-23 2021-12-21 코닝 인코포레이티드 확정 응력 프로파일을 갖는 유리 라미네이트 및 그 제조방법
WO2020231961A1 (en) 2019-05-16 2020-11-19 Corning Incorporated Glass compositions and methods with steam treatment haze resistance
WO2020263892A1 (en) * 2019-06-25 2020-12-30 Corning Incorporated Methods of cooling glasses post-ion exchange
WO2021003212A1 (en) 2019-07-02 2021-01-07 Corning Incorporated Glass-based articles with stress profiles having regions of enhanced stress
CN114174233A (zh) 2019-07-02 2022-03-11 康宁股份有限公司 具有改进的应力分布的基于玻璃的制品
CN114207481B (zh) 2019-07-31 2024-03-19 康宁股份有限公司 具有抗反射涂层的制品
WO2021021783A1 (en) * 2019-07-31 2021-02-04 Corning Incorporated Systems and methods for measuring stress-based characteristics of a glass-based sample
KR20220044538A (ko) 2019-08-06 2022-04-08 코닝 인코포레이티드 균열을 저지하기 위한 매장된 응력 스파이크를 갖는 유리 적층물 및 이를 제조하는 방법
WO2021041065A1 (en) 2019-08-27 2021-03-04 Corning Incorporated Optical film structures and articles for hidden displays and display devices
CN114341076B (zh) 2019-08-29 2024-08-27 康宁股份有限公司 超薄玻璃的离子交换工艺
EP4021863A1 (en) 2019-08-29 2022-07-06 Corning Incorporated Foldable apparatus, ribbons, and methods of making
JP2022546475A (ja) 2019-08-29 2022-11-04 コーニング インコーポレイテッド 折り畳み式装置、折り畳み式基板、およびその製造方法
JP2022548606A (ja) 2019-09-13 2022-11-21 コーニング インコーポレイテッド 破壊抵抗性ガラス系物品
WO2021076432A1 (en) 2019-10-14 2021-04-22 Corning Incorporated Foldable apparatus and methods of making
TWI800757B (zh) 2019-10-14 2023-05-01 美商康寧公司 基於聚合物的部分、黏著劑、可折疊設備，以及製造方法
US20210107829A1 (en) 2019-10-14 2021-04-15 Corning Incorporated Methods of making a foldable apparatus
WO2021091761A1 (en) 2019-11-04 2021-05-14 Corning Incorporated Stress profiles of highly frangible glasses
US20210155524A1 (en) 2019-11-26 2021-05-27 Corning Incorporated 3d glass-ceramic articles and methods for making the same
KR20220108079A (ko) 2019-11-26 2022-08-02 코닝 인코포레이티드 높은 파괴 인성을 갖는 마그네슘 알루미노실리케이트 유리
TW202124308A (zh) 2019-11-26 2021-07-01 美商康寧公司 具有高斷裂韌性的鋁矽酸鹽玻璃
US11584681B2 (en) 2019-11-26 2023-02-21 Corning Incorporated Ion exchangeable alkali aluminosilicate glass compositions having improved mechanical durability
WO2021167656A2 (en) 2019-11-27 2021-08-26 Corning Incorporated Y2o3-containing glass compositions, substrates, and articles
WO2021108138A1 (en) 2019-11-27 2021-06-03 Corning Incorporated Glass-based articles with fracture resistant stress profiles
WO2021108310A1 (en) 2019-11-27 2021-06-03 Corning Incorporated High fracture toughness glasses with high central tension
NL2024883B1 (en) 2019-12-13 2021-09-01 Corning Inc Low-modulus ion-exchangeable glasses
US12084381B2 (en) 2019-12-13 2024-09-10 Corning Incorporated Low-modulus ion-exchangeable glasses
GB202012825D0 (en) 2020-05-12 2020-09-30 Corning Inc Fusion formable and steam strengthenable glass compositions with platinum compatibility
WO2021262618A1 (en) 2020-06-23 2021-12-30 Corning Incorporated Frangible glass articles and methods of making the same
US20210403368A1 (en) 2020-06-30 2021-12-30 Corning Incorporated Glass compositions with high central tension capability
JP2023532670A (ja) 2020-06-30 2023-07-31 コーニング インコーポレイテッド 表面不動態化層を有するガラスセラミック物品及びその製造方法
US20220009824A1 (en) 2020-07-09 2022-01-13 Corning Incorporated Anti-glare substrate for a display article including a textured region with primary surface features and secondary surface features imparting a surface roughness that increases surface scattering
WO2022046586A1 (en) 2020-08-26 2022-03-03 Corning Incorporated Tunable glass compositions having improved mechanical durability
EP4204222A1 (en) 2020-08-28 2023-07-05 Corning Incorporated Foldable substrates and methods of making
CN116490477A (zh) 2020-09-25 2023-07-25 康宁股份有限公司 具有改善的掉落性能的玻璃基制品的应力分布曲线
CN116670086A (zh) 2020-10-05 2023-08-29 康宁股份有限公司 形成可折叠设备的方法
WO2022115370A1 (en) 2020-11-30 2022-06-02 Corning Incorporated Ion exchangeable glass compositions with improved toughness, surface stress and fracture resistance
US20240002278A1 (en) 2020-11-30 2024-01-04 Corning Incorporated Ion exchangeable glasses having high fracture toughness
CN116802166A (zh) 2020-12-11 2023-09-22 康宁股份有限公司 用于摄像头透镜和传感器保护的覆盖玻璃制品以及具有其的设备
EP4288393A1 (en) 2021-02-04 2023-12-13 Corning Incorporated Low-modulus ion-exchangeable glasses for enhanced manufacturability
US20240130061A1 (en) 2021-02-19 2024-04-18 Corning Incorporated Foldable apparatus and methods of making
EP4313892A1 (en) 2021-04-01 2024-02-07 Corning Incorporated Transparent glass-ceramic articles with retained strength and display devices with the same
KR20230167419A (ko) 2021-04-08 2023-12-08 코닝 인코포레이티드 코팅된 물품, 코팅된 물품의 제조 방법, 및 조성물의 제조 방법
WO2023003714A1 (en) 2021-07-22 2023-01-26 Corning Incorporated Films, laminates, and methods of making compositions
KR20240069749A (ko) 2021-09-13 2024-05-20 코닝 인코포레이티드 폴더블 기판 및 제조 방법
KR20240067926A (ko) 2021-09-13 2024-05-17 코닝 인코포레이티드 폴더블 기판 및 제조 방법
US11884585B2 (en) 2021-10-04 2024-01-30 Corning Incorporated Ion exchangeable glasses having high fracture toughness
WO2023064070A1 (en) 2021-10-14 2023-04-20 Corning Incorporated Low-modulus ion-exchangeable glasses with enhanced thermal properties for manufacturing
KR20240102980A (ko) 2021-11-03 2024-07-03 코닝 인코포레이티드 폴더블 기판 및 제조 방법
WO2023081350A1 (en) 2021-11-04 2023-05-11 Corning Incorporated Polymer-based portion, foldable apparatus, and methods of making
CN116119938A (zh) 2021-11-15 2023-05-16 康宁公司 涂覆制品和制造方法
WO2023096951A1 (en) 2021-11-29 2023-06-01 Corning Incorporated Ion-exchangeable zirconium containing glasses with high ct and cs capability
WO2023101898A1 (en) 2021-11-30 2023-06-08 Corning Incorporated Ion exchangeable high refractive index glasses
CN118369299A (zh) 2021-12-09 2024-07-19 康宁公司 物品、导电油墨和物品制作方法
WO2023164197A2 (en) 2022-02-28 2023-08-31 Corning Incorporated Methods of forming a foldable apparatus
WO2023177614A1 (en) 2022-03-14 2023-09-21 Corning Incorporated Foldable apparatus and method of making the same
US20230301003A1 (en) 2022-03-21 2023-09-21 Corning Incorporated Cover articles with durable optical structures and functional coatings, and methods of making the same
WO2023215206A1 (en) 2022-05-03 2023-11-09 Corning Incorporated Transparent articles with high shallow hardness and display devices with the same
CN117186730A (zh) 2022-05-30 2023-12-08 康宁股份有限公司 经涂覆的制品以及经涂覆的制品的制造方法
WO2023249830A1 (en) 2022-06-21 2023-12-28 Corning Incorporated Foldable substrates and methods of making
WO2024019915A1 (en) 2022-07-18 2024-01-25 Corning Incorporated Substrate comprising a chamfered or rounded edge
WO2024086021A1 (en) 2022-10-14 2024-04-25 Corning Incorporated 3d forming of lithium silicate glass ceramics with residual glass phase
WO2024097088A1 (en) 2022-11-01 2024-05-10 Corning Incorporated Foldable substrates, foldable apparatus, and methods of making
WO2024112425A1 (en) 2022-11-22 2024-05-30 Corning Incorporated Glass articles and methods of making the same
US20240182356A1 (en) 2022-12-05 2024-06-06 Corning Incorporated Coated glass articles
US20240191099A1 (en) 2022-12-08 2024-06-13 Corning Incorporated Coated articles with an anti-fingerprint coating or surface-modifying layer and methods of making the same
WO2024129482A1 (en) 2022-12-16 2024-06-20 Corning Incorporated Glass articles and natively colored glass housings
WO2024129477A2 (en) 2022-12-16 2024-06-20 Corning Incorporated Glass articles, natively colored glass housings, and methods of making the same
WO2024129481A1 (en) 2022-12-16 2024-06-20 Corning Incorporated Glass articles, natively colored glass housings, and methods of making the same
WO2024163565A1 (en) 2023-01-31 2024-08-08 Corning Incorporated Chemically strengthened high toughness glass
WO2024186887A1 (en) 2023-03-06 2024-09-12 Corning Incorporated Non-frangible stress profiles with high stress area for improved fracture resistance

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3107410B2 (ja) 1991-04-19 2000-11-06 株式会社トプコン 光導波路断面屈折率分布測定装置
RU2181498C1 (ru) * 2001-01-15 2002-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория АМФОРА" Способ определения микрорельефа объекта и оптических свойств приповерхностного слоя, модуляционный интерференционный микроскоп для осуществления способа
US7317517B2 (en) 2003-07-31 2008-01-08 Intel Corporation Birefringence profiler
US7180602B2 (en) * 2003-12-11 2007-02-20 Nuonics, Inc. Agile spectral interferometric microscopy
JP5198980B2 (ja) * 2008-09-02 2013-05-15 株式会社モリテックス 光学異方性パラメータ測定方法及び測定装置
CN201434946Y (zh) * 2009-02-23 2010-03-31 西北工业大学 一种测量透明体折射率的光程四倍增的装置
CN102323237B (zh) * 2011-06-17 2013-01-02 清华大学 一种空气折射率快速高精度绝对测量装置及其测量方法
US9109879B2 (en) * 2012-02-29 2015-08-18 Corning Incorporated Systems for and methods of characterizing the thickness profile of laminated glass structures

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI596993B (zh) * 2014-08-28 2017-08-21 Ａｓｍｌ荷蘭公司 雷射驅動光子源及包含此種雷射驅動光子源之檢測裝置
US10948421B2 (en) 2014-08-28 2021-03-16 Asml Netherlands B.V. Laser-driven photon source and inspection apparatus including such a laser-driven photon source

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014066579A1 (en) 2014-05-01
CN104919301B (zh) 2017-09-22
US20140118740A1 (en) 2014-05-01
CN104919301A (zh) 2015-09-16
US8854623B2 (en) 2014-10-07

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