TWI619933B - 光學材料應力量測方法及其系統 - Google Patents

光學材料應力量測方法及其系統 Download PDF

Info

Publication number
TWI619933B
TWI619933B TW105140876A TW105140876A TWI619933B TW I619933 B TWI619933 B TW I619933B TW 105140876 A TW105140876 A TW 105140876A TW 105140876 A TW105140876 A TW 105140876A TW I619933 B TWI619933 B TW I619933B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light intensity
operation step
color line
tested
value
Prior art date
Application number
TW105140876A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201821779A (zh
Inventor
王偉中
宋泊錡
呂正雍
葉祐良
陳柏宇
Original Assignee
國立清華大學
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 國立清華大學 filed Critical 國立清華大學
Priority to TW105140876A priority Critical patent/TWI619933B/zh
Priority to CN201710279745.XA priority patent/CN108225630B/zh
Priority to JP2017100569A priority patent/JP6352495B2/ja
Priority to US15/618,145 priority patent/US10067012B2/en
Application granted granted Critical
Publication of TWI619933B publication Critical patent/TWI619933B/zh
Publication of TW201821779A publication Critical patent/TW201821779A/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/24—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/24—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet
    • G01L1/241—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet by photoelastic stress analysis
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
    • G03F1/32—Attenuating PSM [att-PSM], e.g. halftone PSM or PSM having semi-transparent phase shift portion; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/82—Auxiliary processes, e.g. cleaning or inspecting
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0047—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes measuring forces due to residual stresses

Abstract

本發明提供一種光學材料應力量測方法，前述光學材料應力量測方法包含一擷取待測試片光強影像步驟、一四步相位移運算步驟、一等色線強化運算步驟及一延遲量轉換運算步驟。運用四步相位移運算步驟及等色線強化運算步驟可以對應修正低應力下難以偵測的問題及提昇量測效果，本發明之光學材料應力量測方法以更簡化的硬體系統完成穿透式或反射式的精確全場量測作業。

Description

光學材料應力量測方法及其系統
本發明是關於一種光學應力量測方法及其系統，特別是關於一種可以更簡化的硬體系統、達成較精確結果及有效全場量測作業的光學材料應力量測方法及其系統。
顯示器產業與半導體產業一直為臺灣之重要產業群組，而在顯示器產業與微機電半導體製造產業中，玻璃平板等光學板狀元件皆扮演著重要的角色，因光學板狀元件必須作為於製程中重要的基板或載具。例如：在顯示器面板製程中的薄膜電晶體陣列與彩色濾波片，兩者都必須製作於玻璃基板上，如此一來，若是玻璃基板本身有殘餘應力或面板製程中對其造成之外力影響，將來都可能導致在顯示器面板上的薄膜電晶體陣列(TFT Array)與彩色濾光片(CF)產生變形損壞，也可能造成液晶層產生變形損壞或液晶層產生不均勻之間隙，進而造成顯示器面板顯示上之缺陷，而前述缺陷為顯示器面板品質之重要判斷指標。
另外，在現今微機電半導體製程中，光微影技術(Photolithography)必須將微影之圖案(Pattern)鍍於一片玻璃平板上來製成光罩(Mask)，因此，玻璃平板本身之殘餘應力與光罩製程對玻璃平板所造成之外力都可能導致玻璃平板翹曲，進而影響微影圖案之平整度、圖形與尺寸大小，最終將導致微機電系統(MEMS)製造之精準度下降；因此現今產業經常出現製作之晶片效能不如預期或產品無法作動等缺陷。由上可知，光學板狀元件(例如：玻璃平板)內之應力將可能導致顯示器產業與微機電半導體製造產業之產品嚴重缺陷，若欲解決並改善前述缺陷，首先必須對光學板狀元件本身之殘餘應力進行量測，並對產品製程中之光學板狀元件做線上即時之應力檢測，因此，針對光學板狀元件快速全場應力量測的系統與方法是迫切需要被發展的新方向。
一種光彈法為量測透明且具暫態雙折射(Temporal Birefringent)性質之物體其內部應力之有效方法，例如：矽晶圓即可使用紅外光來量測。然而，玻璃材料屬於低暫態雙折射性材料，且玻璃平板厚度隨技術進步而日趨越薄；尤其至今軟性顯示器(Flexible Display)為顯示器產業發展的重點方向之一，可撓性玻璃平板(Flexible Glass Plate)之厚度已發展到可薄至50μm，此導致玻璃平板內殘餘應力之量測非常困難，過去之光彈法技術與商業化光彈儀器因量測解析度與準確度不足，故無法量測到過薄玻璃平板內之低階殘餘應力。而美國HINDS Instruments所開發之低階應力量測儀器僅能做單點量測，若要執行全場應力量測， 則必須透過點對點掃描量測來建立全場的應力資訊，故其空間解析度較低，且因其進行點對點掃描量測需耗費大量的量測時間，故較不適合應用在快速線上檢測，且此低階應力量測儀器需要較多之光學元件、光電設備與訊號擷取設備進行搭配，故此習用技術架設成本較高。
此外，在現今面板製程中，玻璃平板後表面必定會鍍上薄膜電晶體陣列(TFT Array)與彩色濾光片(CF)，而在光罩微影圖案製程中，玻璃平板後表面必定會鍍上所需之圖案與反射金屬薄膜，因此，玻璃基板後表面可以存在完全無鍍膜、可部分穿透部分反射膜層與不可穿透僅可反射膜層三種情形。舉例而言，若玻璃平板待測試片後表面具有反射膜層或反射物時，反射式光彈法是有效的應力量測方法。但過去之反射式光彈法與商業化反射式光彈儀有限制存在，兩者皆僅能針對玻璃平板待測試片後表面具有不可穿透僅可反射膜層或可反射物體(如反射鏡)的區域進行量測。故若要對玻璃平板待測試片其餘區域進行量測(如無鍍膜層區域)，則必須另配合穿透式光彈儀使用，部分穿透部分反射之膜層區域則又必須依照不同之穿透率與反射率去細分出不同子區域，方能對各子區域個別進行一次校正程序並對各子區域進行個別應力分析。因此，以往應力量測程序繁複且必須涉及到龐大複雜之影像處理技術與辨識運算，且系統架設成本也較高，應用上非但不切實際，也難以應用在快速線上即時檢測的應用。
再者，過去之反射式光彈法與商業化反射式光彈儀的量測解析度與準確度不足，故仍無法量測到較薄玻璃平板待測試片內之低階殘餘應力。
因此，本發明之目的在於提供一種光學材料應力量測方法及其系統，其可以修正低應力下難以執行全場應力量測的問題及提昇量測效果，且本發明能有效簡化硬體系統，且能符合穿透式或反射式的精確全場量測作業需求。
依據本發明方法態樣之第一實施方式提供一種光學材料應力量測方法。此光學材料應力量測方法用以量測材料具穿透光學性質的一待測試片，而此光學材料應力量測方法包含以下步驟：一擷取待測試片光強影像步驟、一四步相位移運算步驟、一等色線強化運算步驟及一延遲量轉換運算步驟。擷取待測試片光強影像步驟擷取待測試片在相異四個相位角下的四張光強影像。若前述光強影像具有充足之四光強值，則運用四步相位移運算步驟運算光強值以獲得待測試片的一延遲量。等色線強化運算步驟是當待測試片為低應力狀況而令其中任一光強影像未具充足之一光強值時，則擷取二等色線強化影像後獲得二強化光強值、一等色線強化背景光強值及一等色線強化振幅項光強值，再運用等色線強化運算步驟運算等色線強化背景光強值、等色線強化振幅項光強值及二強化光強值以獲得待測試片的該延遲量。延遲量轉換運算步驟是藉由延遲量轉換運算步驟使延遲量轉換為待測試片的一應力值。
藉此實施方式，本實施方式量測解析度可直接透過四步相位移運算步驟配合等色線強化運算步驟來提升精確度，而無需另外提升硬體設備規格，故即使面對應力較低之待測試片時，本實施方式技術仍可用等色線強化運算步驟進行強化光強值後精確量測。本實施方式的實施例可以視延遲量為δ、待測試片主應力角為θ，前述四步相位移運算步驟可以包含利用四光強值聯立運算出含sin2(δ/2)和cos2(δ/2)且無θ之兩運算光強值，再利用含sin2(δ/2)和cos2(δ/2)且無θ之兩運算光強值聯立運算以獲得延遲量δ。前述等色線強化運算步驟獲得若干等色線強化影像的方式是增加曝光時間或增加光源強度。
依據本發明系統態樣提供一種應用於前述第一實施方式方法的光學材料應力量測系統，其包含一待測試片、一起偏鏡、一檢偏鏡、一光源、一取像設備及一運算裝置。起偏鏡位於待測試片的一第一側。檢偏鏡位於待測試片相對第一側的一第二側。光源位於起偏鏡外，且光源照射一光線依序通過起偏鏡、待測試片及檢偏鏡。取像設備位於檢偏鏡外以接收光線，且取得光強影像或等色線強化影像。運算裝置連接取像設備以進行四步相位移運算步驟、等色線強化運算步驟及延遲量轉換運算步驟。
本發明方法態樣之第二實施方式提供另一種光學材料應力量測方法，此第二實施方式的光學材料應力量測方法用以量測材料具穿透光學性質的一待測試片及一校正試片，且該待測試片之後表面可具備反射層或物、部分穿透部 份反射層或物、無任何反射層或物、或同時具備多種上述情況之層或物，此光學材料應力量測方法包含以下步驟：一反射式光彈運算步驟、一擷取待測試片光強影像步驟、一四步相位移運算步驟、一等色線強化運算步驟及一延遲量轉換運算步驟。反射式光彈運算步驟是擷取校正試片之若干校正光強影像，再以反射式光彈運算步驟運算出一入射電場值。擷取待測試片光強影像步驟則會擷取待測試片在相異四個相位角下的四張光強影像。四步相位移運算步驟中，若前述光強影像具有充足之四光強值，則四步相位移運算步驟運用入射電場值聯立運算光強值，以獲得待測試片的一延遲量。等色線強化運算步驟則當其中一光強影像未具充足之一光強值時，其擷取二等色線強化影像後獲得二強化光強值、一等色線強化背景光強值及一等色線強化振幅項光強值，再運用等色線強化運算步驟運算等色線強化背景光強值、等色線強化振幅項光強值、二強化光強值及入射電場值以獲得待測試片的延遲量。延遲量轉換運算步驟是使延遲量轉換為待測試片的一應力值。
藉此第二實施方式，同樣可直接透過四步相位移運算步驟配合等色線強化運算步驟來提升精確度，而反射式光彈運算步驟則配合校正試片運算出入射電場值，故本實施方式可以適用於材料具穿透光學性質的待測試片，且該待測試片之後表面無需特殊限制，可具備反射層或物、部分穿透部份反射層或物、無任何反射層或物、或同時具備多種上述情況之層或物，故無論是量測程序與量測時間皆可達到縮減 之效益，更可提升量測準確度，且也無需另外提升硬體設備規格，故即使面對應力較低之待測試片時，本實施方式技術仍可用等色線強化運算步驟進行強化光強值後精確量測。本實施方式的實施例可以視延遲量為δ、待測試片主應力角為θ，前述四步相位移運算步驟可以包含利用四光強值及入射電場值聯立運算出含sin2(δ/2)和cos2(δ/2)且無θ之兩運算光強值，再利用含sin2(δ/2)和cos2(δ/2)且無θ之兩運算光強值聯立運算以獲得延遲量δ。前述等色線強化運算步驟獲得若干等色線強化影像的方式是增加曝光時間或增加光源強度。
依據本發明系統態樣提供一種應用於前述第二實施方式方法的光學材料應力量測系統，其中包含一待測試片、一校正試片、一起偏鏡、一檢偏鏡、一光源、一取像設備及一運算裝置。起偏鏡位於待測試片或校正試片的一第一側。檢偏鏡位於與第一側相夾一夾角的第二側。光源位於起偏鏡外，且光源照射一光線通過起偏鏡後，由待測試片或校正試片反射至檢偏鏡。取像設備位於檢偏鏡外以接收光線，且取得光強影像、校正光強影像或等色線強化影像。運算裝置連接取像設備以進行反射式光彈運算步驟、四步相位移運算步驟、等色線強化運算步驟及延遲量轉換運算步驟。
前述各實施方式之中的待測試片材料可以為具有暫態雙折射現象的玻璃、高分子聚合物、矽晶圓或陶瓷。
100‧‧‧光學材料應力量測方法
110‧‧‧擷取待測試片光強影像步驟
120‧‧‧四步相位移運算步驟
130‧‧‧等色線強化運算步驟
140‧‧‧延遲量轉換運算步驟
200‧‧‧光學材料應力量測系統
210‧‧‧待測試片
220‧‧‧起偏鏡
230‧‧‧檢偏鏡
240‧‧‧光源
250‧‧‧取像設備
260‧‧‧運算裝置
A‧‧‧光線
100A‧‧‧光學材料應力量測方法
111A‧‧‧反射式光彈運算步驟
110A‧‧‧擷取待測試片光強影像步驟
120A‧‧‧四步相位移運算步驟
130A‧‧‧等色線強化運算步驟
140A‧‧‧延遲量轉換運算步驟
300‧‧‧光學材料應力量測系統
310‧‧‧待測試片
320‧‧‧起偏鏡
α i 、α 1、α 2、α 3及α 4‧‧‧起偏鏡光軸與水平軸之夾角
β i 、β 1、β 2、β 3及β 4‧‧‧檢偏鏡光軸與水平軸之夾角
δ‧‧‧延遲量
θ‧‧‧待測試片主應力角
I a ‧‧‧振幅項光強值
I b ‧‧‧背景光強值
I i 、I 1 、I 2 、I 3 及I 4 ‧‧‧光強值
I a_E ‧‧‧等色線強化振幅項光強值
I b_E ‧‧‧等色線強化背景光強值
I 4_E 、I 2_E ‧‧‧強化光強值
I Oi 、I O1 、I O2 、I O3 、I O4 ‧‧‧光強值
I O4_E 、I O2_E ‧‧‧強化光強值
I OC1 、I OC3 、I OCi ‧‧‧校正光強值
s‧‧‧曝光時間
s E ‧‧‧增強之曝光時間
I A ‧‧‧振幅項光強值
I B ‧‧‧背景光強值
I B_E ‧‧‧等色線強化背景光強值
330‧‧‧檢偏鏡
340‧‧‧光源
350‧‧‧取像設備
360‧‧‧運算裝置
I A_E ‧‧‧等色線強化振幅項光強值
E E‧‧‧增強之曝光時間內入射電場值E之總量
t p 、t' p ‧‧‧電場振幅透射比
t s 、t' s ‧‧‧電場振幅透射比
r p 、r' p ‧‧‧電場振幅反射比
r s 、r' s ‧‧‧電場振幅反射比
γi‧‧‧入射角
γr‧‧‧反射角
x i ‧‧‧量測結果
‧‧‧SBC給定之標準延遲量
n‧‧‧實驗量測個數
第1圖係繪示本發明方法態樣之第一實施方式步驟圖。
第2圖係繪示應用於前述第1圖的光學材料應力量測系統架構示意圖。
第3圖係繪示本發明方法態樣之第二實施方式步驟圖。
第4圖係繪示應用於前述第3圖的光學材料應力量測系統架構示意圖。
第5圖中(a)~(d)係繪示玻璃圓盤待測試片施加91.5kg負載下穿透式光學材料應力量測系統之光強影像圖。
第6圖係繪示玻璃圓盤待測試片施加91.5kg負載下的穿透式光彈法之全場主應力差結果圖。
第7圖係繪示第6圖中玻璃圓盤待測試片的Y軸方向直徑上主應力差之實際值與理論值關係示意圖。
第8A圖、第8B圖、第8C圖、第8D圖、第8E圖、第8F圖、第8G圖以及第8H圖分別為量測SBC於不同延遲量之量測結果。
第9圖中(a)以及(b)係繪示本發明未受負載下光學材料應力量測系統於半亮場架設之光強影像圖。
第10圖中(a)~(d)係繪示玻璃圓盤待測試片施加91.5kg負載下反射式光強影像圖。
第11圖係繪示玻璃圓盤待測試片施加91.5kg負載下的反射式光彈法之全場主應力差結果圖。
第12圖係繪示第11圖中玻璃圓盤待測試片的Y軸方向直徑上主應力差之實際值與理論值關係示意圖。
第13圖於強化光強值I4_E後之光強影像圖。
第14圖中(a)以及(b)分別為未使用等色線強化運算步驟所計算之結果與理論解之比較圖以及使用等色線強化運算步驟所計算之結果與理論解之比較圖。
以下將參照圖式說明本發明之複數個實施例。為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，閱讀時應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施例中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之；並且重複之元件將可能使用相同的編號表示之。
請一併參閱第1圖至第2圖。本發明提供一種光學材料應力量測方法100。此光學材料應力量測方法包含以下步驟：一擷取待測試片光強影像步驟110、一四步相位移運算步驟120、一等色線強化運算步驟130及一延遲量轉換運算步驟140。而第2圖中的光學材料應力量測系統200，其包含一材料具穿透光學性質的一待測試片210、一起偏鏡220、一檢偏鏡230、一光源240、一取像設備250及一運算裝置260。前述光源240、起偏鏡220、待測試片210、檢偏鏡230及取像設備250依序同軸排列；起偏鏡220位於待測試片210的一第一側。檢偏鏡230位於待測試片210相對於第一側的一第二側。光源240位於起偏鏡220 外，且光源240照射一光線A依序通過起偏鏡220、待測試片210及檢偏鏡230。取像設備250位於檢偏鏡230外以接收光線A，且取像設備250取得光強影像或等色線強化影像。運算裝置260連接取像設備250以進行四步相位移運算步驟、等色線強化運算步驟及延遲量轉換運算步驟。
穿透式待測試片210之光學材料應力量測方法100搭配光學材料應力量測系統200(即為光彈儀)的運作過程及運算方式詳細說明於後。其中運算裝置260之實施例即為一電腦。
擷取待測試片光強影像步驟110，當光學材料應力量測系統200(即為光彈儀)於平面偏振場架設時，透過起偏鏡220及檢偏鏡230在取像設備250獲得(擷取自待測試片210)在相異四個相位角下的四張光強影像。四張光強影像所獲得光強值之通式以符號I i 可組合表示為下式(1)：
四步相位移運算步驟120，其中I b 及I a 分別為平面偏振場架設下之背景光強值及振幅項光強值；α i 及β i 分別為起偏鏡220(Polarizer)及檢偏鏡230(Analyzer)之光軸與水平軸之夾角；δ為光通過待測試片210後之延遲量；θ為待測物之主應力角。式(1)中之未知數為I b 、I a 、δ及θ，因此，需以四組不同方程式聯立計算後才可解得其值，故可藉由旋轉起偏鏡220及檢偏鏡230改變α i 及β i 之角度，即可獲得不同角度下所對應之光強方程式，其不同角度與對應之光 強方程式如下式(2)~(5)：
利用上述式(2)至式(5)旋轉起偏鏡220及檢偏鏡230所獲得四組不同之光強方程式做運算。此四組光強方程式在起偏鏡220及檢偏鏡230之旋轉上有規律性，為在α 1=0度及β 1=45度的架設下擷取I 1之光強後，只要分別進行增加檢偏鏡230之旋轉角度45度(即α 2=0度及β 2=90度)、增加起偏鏡220之旋轉角度45度(即α 3=45度及β 3=90度)、增加檢偏鏡230之旋轉角度45度(即α 4=45度及β 4=135度)、增加起偏鏡220之旋轉角度45度此循環之動作(即α 1=90度及β 1=135度，此角度與α 1=0度及β 1=45度可擷取到相同光強，即I 1光強值)，即可分別擷取I 2、I 3、I 4之光強值並回到可以擷取I 1光強值之架設，如此一來可再進行相同循環動作來完成下一次量測，故此四組光強值與旋轉角度具備便於發展自動化量測之優點，首先將式(2)減去式(4)及式(5)減去式(3)可得下式(6)與式(7)：
並將式(6)及式(7)做運算後可得下式(8)~(9)：
此時，式(8)為待測物之主應力角關係式，式(8)中之代表值域為2π之反正切函數運算，而式(9)之結果即為含sin2(δ/2)且無θ之光強值。另外，將式(2)加上式(4)及式(5)加上式(3)可得下式(10)~(11)：I 1+I 3=2I b +I a ..............................(10)；及
再將式(10)及式(11)運算後可得下式(12)：
式(12)之結果即為含cos2(δ/2)且無θ之光強值。最後，運用四步相位移運算步驟120運算光強值以獲得待測試片210的一延遲量δ。式(9)及式(12)運算後，並可將延遲量δ關係式求得為下式(13)：
由上述之計算過程可知，藉由旋轉起偏鏡220及檢偏鏡230角度並記錄四種不同情況下之光強方程式，再將取得不同光強值資訊代入所運算之方程式中即可獲得待測試片210之主應力角θ與延遲量δ，即為式(8)與式(13)。
等色線強化運算步驟130，待測試片210中低應力處所產生之光強值I i 越高越能分析到此處之應力，當待測試片210為低應力狀況而令其中任一光強影像未具充足之一光強值I i 時，則將導致取像設備250無法有效取得光強值I i ，因此本發明會進行等色線強化運算步驟130來使取像設備250得以有效取得等色線光強值並從中計算得到正確之應力值。本實施例是調整增強之曝光時間方式來推導與說明，但必須提及的是增加光源強度仍可達到相同目的。本發明等色線強化運算步驟130需針對取像設備250(例如：相機)之曝光時間適當地調整增加為增強之曝光時間，增加比例視待測試片內應力狀態而定，以強化後之式(3)與式(5)之光強影像產生足夠之光強值且不造成過度曝光現象為原則。
由於低應力之待測試片210放置於光學材料應力量測系統200(即為光彈儀)時，等色線光強值極低，故此部分說明利用增加取像設備250曝光時間的方式。因此，除了式(2)至式(5)四步不同之相位外，額外增加了暗場情況下(即式(3)與式(5)之情況下)增加曝光時間之等色線強化光強影像。其原理為利用等色線光強之關係式(11)，本發明可將式(3)、式(5)及式(11)改寫為下式(14a)、(14b)及(15)： 及
其中I 4_E及I 2_E分別為式(5)與式(3)情況下增加取像設備250曝光時間後擷取二等色線強化影像後獲得二強化光強值、I b_E及I a_E分別為增加取像設備250曝光時間後之等色線強化背景光強值與等色線強化振幅項光強值及δ為延遲量。將式(15)整理後可得下式(16)：
另外，式(11)中之I a為平面偏振場架設下之振幅項光強值；I b為平面偏振場架設下之背景光強值，其中包含取像設備250或起偏鏡220或環境等誤差因素。式(11)中，在低應力情況下，I a sin2(δ/2)的運算光強值會與I b 的值相當或甚至來得小，此導致I b 中之雜訊容易對I a sin2(δ/2)的運算光強值產生干擾，故難以透過運算從光強值中分離出無雜訊且足夠強度的光強值I a sin2(δ/2)，但在透過增強之曝光時間後，即式(15)之結果，I a_E sin2(δ/2)的值會比2I b_E 的值來得大，故可透過運算從光強值中分離出運算光強值I a_E sin2(δ/2)，且2I b_E 中之雜訊將不易對I a_E sin2(δ/2)的運算光強值造成干擾，又所使用之取像設備250為一種CCD相機，其內置機械快門功能，CCD相機能對於影像進行暗幅校正，由此更能減少I b_E所產生之誤差。在式(16)中，I b_E可利用習知校正技術求得，例如利用Sine函数擬合模型或利用一無應力之校正試片取得等等，而I a_E於等色線強化運算步驟130中與曝光時間s與增強之曝光時間s E 關係為下式(17)： 其中I a 可由式(9)與式(12)計算得到，如下式(18)所示： 將式(17)與式(18)代入式(16)整理後，延遲量δ即可由下式(19)求得： 實際上，式(17)在使用不同之取像設備250時可能會有不同之關係式，但僅需將對應之關係式與式(18)一併代入式(16)整理即可獲得對應之延遲量δ計算式。由上述二強化光強值，主應力角可由下式(20)求得：
最終延遲量轉換運算步驟140是將延遲量透過應力光學定律(Stress-optic Law)轉換為待測試片210的一應力值。
再請一併參閱第5圖至第8H圖。此實施例是光學材料應力量測系統200(即穿透式光彈儀)架設下將玻璃圓盤待測試片210施加負載至91.5kg的實驗結果，其待測試片210材料為德國SCHOTT公司所生產之超白平板玻璃 B270，而CCD相機(取像設備)曝光時間設置為0.3秒，擷取式(2)至式(5)之光彈條紋光強資訊，待測試片210光強影像如第5圖中(a)~(d)繪示玻璃圓盤待測試片210施加91.5kg負載下穿透式光學材料應力量測系統之四張光強影像圖，接著將此四張光強影像測量結果代入式(13)，利用四步相位移法計算全場延遲量。最後，將此延遲量代入應力光學定律計算全場應力，結果如第6圖中玻璃圓盤待測試片施加91.5kg負載下的穿透式光彈法之全場主應力差結果圖所示。接著將Y軸方向直徑上距離圓心4公分範圍內(如圖中箭號線段所標示)各點之應力實驗值與理論值作圖進行比較，結果如第7圖的Y軸方向直徑上主應力差之實際值與理論值關係示意圖所示，其方均根值為0.0869MPa，平均絕對差異量百分比為1.23%，進而驗證了本發明所達成的效果。
本專利技術中等色線強化運算步驟130之正確性與量測準確度則透過Soleil-Babinet Compensator(SBC)來進行驗證，實驗中藉由SBC產生一預期之延遲量做為比較之標準值，接著轉動起偏鏡220及檢偏鏡230來改變α i 及β i 角度來分別得到式(2)~式(5)之光彈條紋影像之光強資訊與式(14a)與式(14b)之等色線強化影像之光強資訊並使用CCD相機來個別擷取，並代入式(19)來計算延遲量δ，透過比較延遲量δ之結果與SBC之標準值，即可得到光學材料應力量測系統200(即穿透式光彈儀)之準確性。
CCD相機之曝光時間s設置為0.1秒，增強之曝光時間s E 設置為4秒，接著利用SBC調整不同進給量可以 產生不同之延遲量δ，SBC給定之延遲量分別為1.663nm、3.326nm、6.652nm、9.979nm、13.305nm、16.631nm及19.957nm。第8圖為量測SBC於不同延遲量之量測結果示意圖，第8A圖為SBC選定0nm延遲量之位置；並以此點之延遲量做為SBC之基準值，不同進給量之結果均以此點計算來獲得等色線強化運算之延遲量，並與SBC基準值進行比較。實驗量測結果中，SBC給定延遲量1.663nm、3.326nm、6.652nm、9.979nm、13.305nm、16.631nm及19.957nm時之量測結果分別如第8B圖~第8H圖所示，量測結果值分別為2.007nm、3.261nm、6.597nm、9.936nm、13.10nm、16.42nm及19.58nm。由數據結果顯示光彈儀系統所量測到之延遲量與SBC標準延遲量之絕對最大差異量為0.377nm，平均絕對差異量為0.162nm，差異量方均根的運算結果定義為下式(未編號)：
其值為0.209nm，其中x i 為量測結果；為SBC給定之 標準延遲量；n為實驗量測個數。因此由量測結果可知等色線強化運算步驟130可量測到非常低之延遲量且誤差極小，驗證了本發明能針對穿透式待測試片210進行量測系統簡化、數據正確性提昇與量測準確度提昇。
再請一併參閱第3圖及第4圖，本發明提供另一種光學材料應力量測方法100A。此光學材料應力量測方法 100A包含第3圖中步驟：一反射式光彈運算步驟111A、一擷取待測試片光強影像步驟110A、一四步相位移運算步驟120A、一等色線強化運算步驟130A及一延遲量轉換運算步驟140A。而第4圖繪示一種應用於前述第二實施方式方法的光學材料應力量測系統300，其包含一待測試片310、一校正試片(未繪示)、一起偏鏡320、一檢偏鏡330、一光源340、一取像設備350及一運算裝置360。起偏鏡320位於待測試片310(或校正試片)的一第一側。檢偏鏡330位於與第一側相夾一夾角γi+γr(即入射角γi+反射角γr)的第二側。光源340位於起偏鏡320外，且光源340照射一光線A通過起偏鏡320後，由待測試片310反射至檢偏鏡330。取像設備350位於檢偏鏡330外以接收光線A，且取像設備350取得光強影像、校正光強影像或等色線強化影像。運算裝置360連接取像設備350以進行反射式光彈運算步驟111A、四步相位移運算步驟120A、等色線強化運算步驟130A及延遲量轉換運算步驟140A。
進入至取像設備350之光強主要有兩部分，分別為待測試片310前表面反射之光強，以及待測試片310後表面反射穿透前表面之光強。當待測試片310內部存在應力時，待測試片310材料內部產生雙折射現象，由於前表面反射之光強未進入材料內部，故光強不含主應力角及主應力差之資訊。然而，後表面反射之光強則因進入材料內部而受暫態雙折射現象之影響，故光強含有主應力角及主應力差之資訊，故當光學材料應力量測系統300(即為反射式光彈儀) 於反射式平面偏振場架設時，取像設備350獲得(取像設備350擷取自待測試片310)之光強值之通式以符號I Oi 表示其運算結果可列為下式(21)：
其中I B 及I A 分別為反射式平面偏振場架設下之背景光強值及振幅項光強值；E為當入射光穿過起偏鏡320後於起偏鏡320偏振方向之入射電場值，r p 與r s 分別為電場入射待測試片310前表面於平行入射平面與垂直入射平面之振幅反射比，此些振幅反射比可由菲涅耳方程式(Fresnel Equations)求得。由於式(21)較式(1)多存在一未知數E，故本發明利用一校正試片來求解E。該校正試片需與待測試片310相同材料且內部無應力，由於校正試片材料內部無應力，故當光學材料應力量測系統300(即為反射式光彈儀)於反射式平面偏振場架設時，取像設備350所獲得來自校正試片之光強值之通式以符號I OCi 表示，其運算可列為下式(22)： 其中t p 與t s 分別為電場入射校正試片前表面於平行入射平面與垂直入射平面之振幅透射比，r p ’與r s ’分別為電場穿透 校正試片前表面後入射至後表面於平行入射平面與垂直入射平面之振幅反射比，t p ’與t s ’分別為電場由校正試片後表面入射至前表面於平行入射平面與垂直入射平面之振幅透射比，此些振幅反射比與振幅透射比皆可由菲涅耳方程式求得。式(22)中僅存在一未知數E，故可由至少一張光強影像進行求解，此求解步驟即為反射式光彈運算步驟111A。在求解E後，式(21)即僅存在四未知數，即可透過擷取待測試片光強影像步驟110A、一四步相位移運算步驟120A、一等色線強化運算步驟130A及一延遲量轉換運算步驟140A來求得待測試片之應力值。因此本發明之方法流程圖如第3圖所示。前述運算裝置360於本實施例之實體為一電腦。
首先反射式光彈運算步驟111A中，擷取校正試片於起偏鏡320與檢偏鏡330角度分別為α 1=0度及β 1=45度、α 3=45度及β 3=90度下的兩張光強影像，其光強方程式可從式(22)推導得到，如下式(23)和(24)所示： 理論上，從式(23)或式(24)中任一式皆可求解E，但若同時由兩式中聯立求解則可消除部分系統中存在之雜訊以獲得更準確之E值，故從式(23)與式(24)聯立，E可由下式(25)求得：
在反射式光彈運算步驟111A後，進行擷取待測試片光強影像步驟110A並進行四步相位移運算步驟120A。取像設備350擷取待測試片310在相異四個相位角下的四張光強影像，該四張光強影像之光強方程式如下式(26)~式(29)所示：
由於E已由式(25)計算得到，故含sin2(δ/2)與cos2(δ/2)且無θ之運算光強值可分別由下方式(30)與式(31)得到：
從式(30)與式(31)可聯立求解出延遲量δ，如下式(32)所示： 主應力角θ則可由下式(33)之關係式得到
接著若四張光強影像中有光強值不足的狀況時，進行等色線強化運算步驟130A，利用調整取像設備350增強之曝光時間s E 以增加兩張於暗場下(即式(27)與式(29)之情形下)之等色線強化影像以獲得二強化光強值Io 2_E 及Io 4_E ，以延遲量為δ、等色線強化背景光強值為I B_E 、等色線強化振幅項光強值為I A_E 、一原曝光時間為s、一增強之曝光時間為s E ，電場入射待測試片前表面於平行入射平面與垂直入射平面之振幅反射比為r p 與r s ，即式(27)與式(29)情況下增強之曝光時間s E 的光強方程式可分別由下式(34a)與式(34b)表示：
將式(34a)與式(34b)相加可得強化之光強值如下式(35)：
其中I B_E及I A_E分別為增加取像設備350(相機)曝光時間後的等色線強化背景光強值與等色線強化振幅項光強值，E E為增強之曝光時間s E 內入射電場值E之總量，將式(35)整理後可得下式(36)：
於式(36)中，I B_E可利用習知技術求得，例如利用Sine函数擬合模型或利用一無應力之試片校正取得，而I A_E 於等色線強化運算步驟130A中與曝光時間s與增強之曝光時間s E 之關係為下式(37)，且E E於等色線強化運算步驟130A中與曝光時間s與加強曝光時間s E 之關係為下式(38)：
其中I A 可由式(30)與式(31)相加得到。將式(37)和式(38)代入式(36)後，延遲量δ即可由下式(39)中求得；另外，主應力角之關係式以下式(40)求得：
實際上，式(37)與式(38)在使用不同之取像設備350時可能會有不同之關係式，但僅需將對應之關係式與I A 一併代入式(36)整理即可獲得對應之延遲量δ計算式。
延遲量轉換運算步驟140A最後可將延遲量透過應力光學定律轉換為待測試片310的一應力值，進而達成本發明之目的。
再請一併參閱第9圖至第14圖。在光學材料應力量測系統300(即反射式光彈儀)架設下，本發明提出反射式的光學材料應力量測方法100A來克服過去的困境。首先進行校正程序，而所使用之校正試片為無負載之玻璃圓盤試片(德國SCHOTT公司)，將此校正試片擷取式(23)及式(24)之光強資訊，如第9圖繪示本發明未受負載下光學材料應力量測系統於兩半亮場架設(即式(23)及式(24)情形下)的(a)及(b)2張光強影像圖，其中光學材料應力量測系統300(即反射式光彈儀)架設下，將取像設備(CCD相機)曝光時間s設置為4秒，最後，將此二半亮場架設之光強代入式(25)計算入射電場值E。
接著將玻璃圓盤待測試片施加負載至91.5kg，並擷取式(26)至式(29)之光彈條紋光強資訊，如第10圖(a)~(d)分別繪示玻璃圓盤待測試片施加91.5kg負載下反射式4張光強影像圖；而CCD相機曝光時間s皆設置為4秒。將計算得入射電場值E與CCD相機擷取式(26)至式(29)情況下受負載玻璃圓盤待測試片310之光彈條紋光強資訊代入式(32)即可求得全場延遲量δ。最後，將此延遲量δ代入應力光學定律計算全場應力，結果如第11圖繪示玻璃圓盤待測試片310施加91.5kg負載下的反射式光彈法之全場主應力差結果圖所示。將Y軸方向直徑上距離圓心3.71公分範圍內(如圖中箭號線段所標示)各點之應力實驗值與理論值作圖進行比較，結果如第12圖繪示玻璃圓盤待測試片310的Y軸方向直徑上主應力差之實際值與理論值關係示意圖所示，其方均根值為0.1371MPa，平均絕對差異量百分比為1.73%，由此結果進而驗證了本發明光學材料應力量測方法100A之效果。
本發明光學材料應力量測方法100A中等色線強化運算步驟130A的改良效果驗證如下。
驗證反射式光彈之等色線強化運算步驟130A中，實驗待測試片為厚度4mm之玻璃圓盤(德國SCHOTT公司)，並將玻璃圓盤待測試片僅施加10Kg之徑向負載使試片內部存在微小之應力，CCD相機之曝光時間s設置為0.8秒，增強之曝光時間s E 設置為16秒，第13圖為強化光強值I o4_E 之光強影像圖，明顯觀測受負載之玻璃圓盤待測試片對應 於式(34b)之增強之曝光時間s E 後之等色線強化影像，圖中虛線圓圈示意出待測試片310位置，並取出虛線處之實驗量測結果與理論解做比較，比較前後之結果分別如第14圖(a)及第14圖(b)所示，第14圖(a)為未使用等色線強化運算步驟130A所計算之結果與理論解之比較(即利用式(32)之計算結果)，可看出未使用等色線強化運算步驟130A之計算結果與理論值有明顯差異，第14圖(b)則為使用等色線強化運算步驟130A所計算之結果與理論解之比較圖(即利用式(39)之計算結果)，可看出使用反射式光彈法之等色線強化理論之計算結果與理論值幾乎吻合，平均絕對差異量百分比為3.48%，故驗證了本發明反射式的光學材料應力量測方法之正確性與量測準確度。
應該了解的是，上述各種不同型態的方法態樣運用於上述各種不同實施例中，由上述系統及實驗實施方式可知，本發明具有下列優點：
其一，其可以修正低應力下難以執行全場應力量測的問題及提昇量測效果。
其二，本發明能有效簡化硬體系統。
其三，本發明能符合穿透式或反射式的精確全場量測作業需求。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (15)

  1. 一種光學材料應力量測方法，其用以量測材料具穿透光學性質的一待測試片，該光學材料應力量測方法包含以下步驟：一擷取待測試片光強影像步驟，擷取該待測試片在相異四個相位角下的四張光強影像；一四步相位移運算步驟，若該些光強影像具有充足之四光強值，則運用該四步相位移運算步驟運算該些光強值以獲得該待測試片的一延遲量；一等色線強化運算步驟，當該待測試片為低應力狀況而令其中任一該光強影像未具充足之一該光強值時，則擷取二等色線強化影像後獲得二強化光強值、一等色線強化背景光強值及一等色線強化振幅項光強值，再運用該等色線強化運算步驟運算該等色線強化背景光強值、該等色線強化振幅項光強值及該些強化光強值以獲得該待測試片的該延遲量；及一延遲量轉換運算步驟，藉由該延遲量轉換運算步驟使該延遲量轉換為該待測試片的一應力值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光學材料應力量測方法，其中該四步相位移運算步驟中，該延遲量視為δ、該待測試片主應力角為θ、I a 為振幅項光強值、I b 是背景光強值，該四步相位移運算步驟是以包含利用該四光強值I 1 、I 2 、I 3 及I 4 聯立運算出含sin2(δ/2)和cos2(δ/2)且無θ之兩運算光強值，並再利用該兩運算光強值聯立運算以獲得該延遲量δ，聯立運算式如下： 並利用該四光強值I 1 、I 2 、I 3 及I 4 聯立運算出主應力角θ，聯立運算式如下：
  3. 如申請專利範圍第1項所述之光學材料應力量測方法，其中該等色線強化運算步驟中，該延遲量為δ、該待測試片主應力角為θ、該等色線強化背景光強值為I b_E 、該等色線強化振幅項光強值I a_E 、一原曝光時間為s、一增強之曝光時間為s E 、二該強化光強值為I 4_E 及I 2_E ，原本一光強振幅項光強值為I a ，該等色線強化運算步驟聯立運算式如下：
  4. 如申請專利範圍第1項所述之光學材料應力量測方法，其中該等色線強化運算步驟獲得該些等色線強化影像的方式是增加曝光時間。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之光學材料應力量測方法，其中該等色線強化運算步驟獲得該些等色線強化影像的方式是增加光源強度。
  6. 一種應用於申請專利範圍第1項所述之光學材料應力量測方法的光學材料應力量測系統，其包含：該待測試片；一起偏鏡，其位於該待測試片的一第一側；一檢偏鏡，其位於該待測試片相對該第一側的一第二側；一光源，其位於該起偏鏡外，且該光源照射一光線依序通過該起偏鏡、該待測試片及該檢偏鏡；一取像設備，其位於該檢偏鏡外以接收該光線，且取得該光強影像或該等色線強化影像；以及一運算裝置，其連接該取像設備以進行該四步相位移運算步驟、該等色線強化運算步驟及該延遲量轉換運算步驟。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之光學材料應力量測系統，其中該待測試片的材料為具有暫態雙折射現象的玻璃、高分子聚合物、矽晶圓或陶瓷。
  8. 一種光學材料應力量測方法，其用以量測材料具穿透光學性質的一待測試片及一校正試片，該光學材料應力量測方法包含以下步驟：一反射式光彈運算步驟，擷取該校正試片之若干校正光強影像，以該反射式光彈運算步驟運算一入射電場值；一擷取待測試片光強影像步驟，擷取該待測試片在相異四個相位角下的四張光強影像；一四步相位移運算步驟，若該些光強影像具有充足之四光強值，則該四步相位移運算步驟運用該入射電場值聯立運算該些光強值，以獲得該待測試片的一延遲量；一等色線強化運算步驟，當其中一該光強影像未具充足之一該光強值，則擷取二等色線強化影像後獲得二強化光強值、一等色線強化背景光強值及一等色線強化振幅項光強值，再運用該等色線強化運算步驟運算該等色線強化背景光強值、該等色線強化振幅項光強值、該些強化光強值及該入射電場值以獲得該待測試片的該延遲量；及一延遲量轉換運算步驟，藉由該延遲量轉換運算步驟使該延遲量轉換為該待測試片的一應力值。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之光學材料應力量測方法，其中該反射式光彈運算步驟中，擷取該校正試片之二該校正光強影像以獲得二校正光強值I oc1 及I oc3 ，一電場入射該校正試片前表面於平行入射平面與垂直入射平面之振幅反射比r p 與r s ，一電場入射該校正試片前表面於平行入射平面與垂直入射平面之振幅透射比t p 與t s ，一電場穿透 該校正試片前表面後入射至後表面於平行入射平面與垂直入射平面之振幅反射比r p ’與r s ’，一電場由該校正試片後表面入射至前表面於平行入射平面與垂直入射平面之振幅透射比t p ’與t s ’，該入射電場值為E；而該反射式光彈運算步驟運算如下式：
  10. 如申請專利範圍第9項所述之光學材料應力量測方法，其中該四步相位移運算步驟中，該延遲量視為δ、該待測試片主應力角為θ，一光強振幅項光強值為I A ，該四步相位移運算步驟是以包含利用該四光強值Io 1 、Io 2 、Io 3 、Io 4 及入射電場值E聯立運算出含sin2(δ/2)和cos2(δ/2)且無θ之兩運算光強值，並再利用該兩運算光強值聯立運算以獲得該延遲量δ，其式如下： 並利用該四光強值Io 1 、Io 2 、Io 3 、Io 4 及入射電場值E聯立運算出主應力角θ，聯立運算式如下：
  11. 如申請專利範圍第8項所述之光學材料應力量測方法，其中該等色線強化運算步驟中，該延遲量為δ、該等色線強化背景光強值為I B_E 、該等色線強化振幅項光強值為I A_E 、一原曝光時間為s、一增強之曝光時間為s E 、二該強化光強值為Io 4_E 及Io 2_E ，一電場入射該校正試片前表面於平行入射平面與垂直入射平面之振幅反射比r p 與r s ，原本一光強振幅項光強值為I A ，一入射電場值E，一增強之曝光時間內入射電場值E之總量E E，該等色線強化運算步驟聯立運算式如下：
  12. 如申請專利範圍第8項所述之光學材料應力量測方法，其中該等色線強化運算步驟獲得該些等色線強化影像的方式是增加曝光時間。
  13. 如申請專利範圍第8項所述之光學材料應力量測方法，其中該等色線強化運算步驟獲得該些等色線強化影像的方式是增加光源強度。
  14. 一種應用於申請專利範圍第8項所述之光學材料應力量測方法的光學材料應力量測系統，其包含：該待測試片及該校正試片；一起偏鏡，其位於該待測試片或該校正試片的一第一側；一檢偏鏡，其位於與該第一側相夾一夾角的一第二側；一光源，其位於該起偏鏡外，且該光源照射一光線通過該起偏鏡後，再由該待測試片或該校正試片反射至該檢偏鏡；一取像設備，其位於該檢偏鏡外以接收該光線，且取得該光強影像、該校正光強影像或該等色線強化影像；以及一運算裝置，其連接該取像設備以進行該反射式光彈運算步驟、該四步相位移運算步驟、該等色線強化運算步驟及該延遲量轉換運算步驟。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之光學材料應力量測系統，其中該待測試片的材料為具有暫態雙折射現象的玻璃、高分子聚合物、矽晶圓或陶瓷。
TW105140876A 2016-12-09 2016-12-09 光學材料應力量測方法及其系統 TWI619933B (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW105140876A TWI619933B (zh) 2016-12-09 2016-12-09 光學材料應力量測方法及其系統
CN201710279745.XA CN108225630B (zh) 2016-12-09 2017-04-26 光学材料应力量测系统
JP2017100569A JP6352495B2 (ja) 2016-12-09 2017-05-22 光学材料の応力測定方法、及び、光学材料応力測定システム
US15/618,145 US10067012B2 (en) 2016-12-09 2017-06-09 Stress measurement method and system for optical materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW105140876A TWI619933B (zh) 2016-12-09 2016-12-09 光學材料應力量測方法及其系統

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI619933B true TWI619933B (zh) 2018-04-01
TW201821779A TW201821779A (zh) 2018-06-16

Family

ID=62489034

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105140876A TWI619933B (zh) 2016-12-09 2016-12-09 光學材料應力量測方法及其系統

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10067012B2 (zh)
JP (1) JP6352495B2 (zh)
CN (1) CN108225630B (zh)
TW (1) TWI619933B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TR202019596A1 (tr) * 2020-12-03 2022-06-21 Yildiz Teknik Ueniversitesi Doener Sermaye Isletme Mued Saydam ve yari saydam yapilarin üzeri̇ndeki̇ geri̇li̇mi̇ anlik ölçen bi̇r test yöntemi̇
CN113008423B (zh) * 2021-02-24 2022-05-06 北京航空航天大学 一种玻璃幕墙应力检测方法
CN113008427B (zh) * 2021-02-26 2021-12-03 江南大学 一种液晶光弹性应力测量仪及测量方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW381167B (en) * 1999-03-03 2000-02-01 Prec Instr Dev Ct Nat Measurement of film stress by a interference-phase-shifting method
CN1916563A (zh) * 2005-08-19 2007-02-21 韩国轮胎株式会社 利用激光散斑剪切干涉法的轮胎触地形状测量装置
TWI305262B (en) * 2005-05-10 2009-01-11 Nat Applied Res Laboratories Method for whole field thin film stress evaluation
US20110265578A1 (en) * 2010-04-30 2011-11-03 Nanometrics Incorporated Local Stress Measurement
TWI368024B (zh) * 2007-10-16 2012-07-11 Univ Chung Hua
TWI442036B (zh) * 2010-11-16 2014-06-21 Univ Feng Chia Measurement of Residual Stress in Thin Films

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4916677B1 (zh) * 1968-12-20 1974-04-24
US4668086A (en) * 1985-05-20 1987-05-26 Salomon Redner Stress and strain measuring apparatus and method
JPS62132136A (ja) * 1985-12-04 1987-06-15 Toshiba Glass Co Ltd 光弾性装置の画像処理方法
FR2611270B1 (fr) * 1987-02-19 1989-05-19 Matra Procede et dispositif de determination d'un champ de deformation par photoelasticimetrie
GB2265458A (en) * 1992-03-28 1993-09-29 Rover Group Multi-wavelength photoelastic stress analysis
GB2292456B (en) * 1992-03-28 1996-05-08 Rover Group Photoelastic stress analysis
US5410917A (en) * 1993-07-01 1995-05-02 Digital Equipment Corporation Optical force sensor for high density planar electrical interconnects
US7224457B2 (en) * 2003-09-25 2007-05-29 Georgia Tech Research Corporation Performing retardation measurements
CN2713464Y (zh) * 2003-12-19 2005-07-27 深圳职业技术学院 透明塑料件内应力检测仪
JP4926957B2 (ja) * 2005-06-13 2012-05-09 国立大学法人宇都宮大学 光学特性計測装置及び光学特性計測方法
JP4639335B2 (ja) * 2005-11-22 2011-02-23 国立大学法人東京農工大学 光特性計測装置及び光特性計測方法
CN101441195A (zh) * 2008-12-19 2009-05-27 清华大学 一种铁磁薄膜的磁弹性性能同时在线检测方法
TWI457550B (zh) * 2012-03-16 2014-10-21 Nat Univ Tsing Hua 量化材料未知應力與殘餘應力之裝置及其方法
CN103499405B (zh) * 2013-10-15 2015-07-22 上海理工大学 透明塑料制品残余应力检测装置和方法
CN103630441B (zh) * 2013-11-21 2016-04-13 华南理工大学 一种颗粒材料力学实验可视化测试装置
JP6273504B2 (ja) * 2014-01-31 2018-02-07 国立大学法人山梨大学 光学特性の測定方法及び光学特性の測定装置
CN104034257B (zh) * 2014-06-14 2017-03-15 中国科学院光电技术研究所 一种菲索型准共光路结构的同步相移干涉测量装置及方法
US9625369B2 (en) * 2014-08-21 2017-04-18 Michael Shribak Polychromatic polarization state generator and its application for real-time birefringence imaging

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW381167B (en) * 1999-03-03 2000-02-01 Prec Instr Dev Ct Nat Measurement of film stress by a interference-phase-shifting method
TWI305262B (en) * 2005-05-10 2009-01-11 Nat Applied Res Laboratories Method for whole field thin film stress evaluation
CN1916563A (zh) * 2005-08-19 2007-02-21 韩国轮胎株式会社 利用激光散斑剪切干涉法的轮胎触地形状测量装置
TWI368024B (zh) * 2007-10-16 2012-07-11 Univ Chung Hua
US20110265578A1 (en) * 2010-04-30 2011-11-03 Nanometrics Incorporated Local Stress Measurement
TWI442036B (zh) * 2010-11-16 2014-06-21 Univ Feng Chia Measurement of Residual Stress in Thin Films

Also Published As

Publication number Publication date
CN108225630B (zh) 2020-11-17
CN108225630A (zh) 2018-06-29
US20180164169A1 (en) 2018-06-14
JP2018096965A (ja) 2018-06-21
TW201821779A (zh) 2018-06-16
US10067012B2 (en) 2018-09-04
JP6352495B2 (ja) 2018-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6055053A (en) Full field photoelastic stress analysis
TWI457550B (zh) 量化材料未知應力與殘餘應力之裝置及其方法
TWI619933B (zh) 光學材料應力量測方法及其系統
US9989454B2 (en) Method and apparatus for measuring parameters of optical anisotropy
US8059282B2 (en) Reflective film thickness measurement method
CN106595501A (zh) 测量光学薄膜厚度或均匀性的方法
TWI615604B (zh) 寬波段消色差複合波片的定標方法
CN109341554A (zh) 一种测量膜厚的装置及方法
US20200256667A1 (en) Optical apparatus, optical system, and method for measuring an amount of strain of an object
Abdallah et al. A modified method for calibration of polarimetric components using polarizing interferometry
TWI413765B (zh) 物質特性量測方法與系統
Kupinski et al. Measurement considerations when specifying optical coatings
CN107314839A (zh) 基于穆勒矩阵的应力检测装置及方法
JP2012122768A (ja) 光学マルチ波長インターフェロメトリーを使用した薄膜素子測定方法
CN111256828A (zh) 偏振光3d影像量测之机构及其制造方法
JP2008046075A (ja) 光学系、薄膜評価装置および薄膜評価方法
Tang et al. Measurement of linear shear through optical vortices in digital shearing speckle pattern interferometry
D’Acquisto et al. Full field automated evaluation of the quarter wave plate retardation by phase stepping technique
KR100732118B1 (ko) 회전 보상기형 외축 타원 해석기
CN110987186B (zh) 基于光程差指示的双折射干涉器装调装置及装调方法
KR102517637B1 (ko) 렌즈 품질 검사용 편광 분석 장치 및 그 방법, 이를 이용한 편광 분석 시스템
JPH06148005A (ja) 光学ひずみマッピング装置ならびに方法
TW201420993A (zh) 多功能之薄膜元件檢測儀
Hsu et al. Using RGB filters and a circularly polarized system to measure the deflection radius of optically anisotropic-polymeric substrates with a sub-grayscale resolution
TWI454655B (zh) 光譜影像處理方法