[发明专利]一种快速测量牛顿环中心应力的方法

说明书

本发明公开了一种快速测量牛顿环中心应力的方法，在读数显微镜目镜处安装摄像头，摄像头连接有计算机，具体为：调节螺丝给平凸透镜施加中心应力P，保持应力不变，调整牛顿环测量装置，获取该应力下的牛顿环干涉图像；标准牛顿环的标定；获得图像单位像素对应的实际长度值L₀；步骤4，利用步骤3计算的图像单位像素对应的实际长度值L₀，测量牛顿环光干涉图像中心黑斑半径r；调节不同的应力值获取牛顿环干涉图像，得到不同应力P_i情况下牛顿环干涉图像中心黑斑的半径；根据r_i计算牛顿环中心应力测量值P_i。本发明一种快速测量牛顿环中心应力的方法，解决了现有技术中存在的牛顿环中心应力测量过程复杂的问题。

技术领域

本发明属于光学设备技术领域，涉及一种快速测量牛顿环中心应力的方法。

背景技术

玻璃内存在应力时，加工好的光学零件表面会随时间而慢慢变形，严重影响成像质量。应力分布不均匀还会引起光学均匀性质量降低，使折射率分布不一致。这些都会使经过光学平板玻璃的波面发生变形，使图像质量变坏。所以应力的大小是光学平板玻璃光学性能的重要指标之一。本课题组先前在牛顿环中心应力的测量过程中，黑斑直径或半径观察和测量数据是通过读数显微镜来实现的(中国专利《一种基于光干涉法测玻璃体应力的测量方法》，申请号为：201410625224.1，公告号：CN104374501B，公告日：2016-09-28)，长期测量容易造成操作者视力疲劳，读数出现误差，从而影响测量结果，因此在测量精度上具有一定的局限性。且其用小挠度薄平板理论推导应力公式，与牛顿环实际受力的力学模型差距较大，其假设牛顿环中心为点接触，实际情况则是，在施加应力后，牛顿环光学平板玻璃和平凸透镜接触的问题会变成面接触而不是点接触，使得原测量方法存在原理性误差。

现有的牛顿环应力测量装置(专利名称为：《一种牛顿环应力测量装置》，申请号为：201610247746.1，公告号：CN105865686B，公告日：2018-04-03，)，可以精确测量由于螺丝松紧造成的玻璃体发生形变时受到的应力，但不能进行图像采集以及图像处理，且其是通过应力传感器直接测量应力。

本发明基于上述问题提出了一种快速测量牛顿环中心应力的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种快速测量牛顿环中心应力的方法，解决了现有技术中存在的牛顿环中心应力测量过程复杂的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种快速测量牛顿环中心应力的方法，在一种牛顿环应力测量装置的读数显微镜目镜处安装摄像头，摄像头连接有计算机，具体按照以下步骤实施：

步骤1，在弹性范围内，调节螺丝给平凸透镜施加中心应力P；

步骤2，保持步骤1中的应力不变，利用钠光源发出钠光，钠光经45°反射镜反射后垂直入射到平凸透镜上，通过摄像头获取读数显微镜目镜处的该应力下的牛顿环干涉图像，并将图像传输给计算机；

步骤3，通过标准牛顿环的标定，获得图像单位像素对应的实际长度值L₀；

步骤4，利用步骤3计算的图像单位像素对应的实际长度值L₀，测量牛顿环光干涉图像中心黑斑半径r；

步骤5，重复步骤1、2、4，得到不同应力P_i情况下牛顿环干涉图像中心黑斑的半径r_i(i＝1，2，…，n)；

步骤6，根据步骤5得到不同应力P_i情况下牛顿环干涉图像中心黑斑的半径r_i(i＝1，2，…，n)，计算得到牛顿环中心应力测量值P_i(i＝1，2，…，n)：