[发明专利]使用光散射偏振测定来表征玻璃基样品的光学阻滞

说明书

表征玻璃基样品的光学阻滞或应力相关性质的方法包括：将光束(112)引导到玻璃基样品(10)中，同时改变光束的偏振以生成针对每个偏振的散射光(112S)。用图像传感器(114)捕获针对每个偏振的散射光，图像传感器(114)具有曝光时间和帧率。散射光具有在图像传感器处的强度分布。样品被移动，使得图像传感器对每帧的两个或更多个不同强度分布求平均，以形成针对每个偏振的平均强度分布。随后将多个帧的平均强度分布用于表征光学阻滞。光学阻滞可用于确定玻璃基样品的应力相关性质。移动基板减小了由于没有光学阻滞信息的散射光而引起的测量噪声。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年10月31日的美国临时申请序列号第62/753,388号的优先权的权益，本文依据该临时申请的内容并且通过引用该临时申请的整体结合于此。

技术领域

本公开涉及表征玻璃基样品，并且尤其涉及使用光散射偏振测定来表征高散射玻璃基样品的系统和方法。

背景技术

光散射偏振测定使用散射的偏振光来确定能够从样品材料内散射光的物品(“样品”)的基于应力的特性。通过耦合棱镜以相对浅的角度用输入激光照射样品。使用光学补偿器在不同的偏振态之间连续地改变激光偏振。由图像传感器检测散射光。样品中的应力导致沿光路的光学阻滞，其中应力的量与光学阻滞的导数成正比。可以从检测到的散射光强度分布确定光学阻滞的量，对于检测到的光的不同有效路径长度，所述散射光强度分布由于相长干涉和相消干涉而变化。可被测量的应力相关性质包括：应力分布、中心张力(CT)和压缩深度(DOC)。

当散射光主要(如果不是完全)由样品中的瑞利散射(Rayleigh scattering)生成时，光散射偏振测定效果良好，提供基于应力的偏振阻滞信号。然而，光也可通过样品内的其他机制散射，诸如通过散射中心、微粒、不均匀性、晶体结构、米氏散射(Mie scattering)或非选择性散射、多次散射等散射。此类光散射表示不基于应力的噪声并且可以混淆应力表征。

发明内容

本公开的各方面针对表征玻璃基样品的光学阻滞和一个或多个应力相关性质的方法。所述方法包括将光束引导到玻璃基样品中，同时改变光束的偏振。这生成针对每个偏振的散射光。用图像传感器捕获针对每个偏振的散射光，该图像传感器具有曝光时间和帧率。所述散射光具有在图像传感器处的强度分布。在测量期间样品被移动，使得图像传感器对两个或更多个不同强度分布求平均以形成针对每个偏振的平均强度分布。求平均可以是在给定帧内在像素响应时间上的积分，或者可以是对两个或更多个捕获的强度分布的直接求平均。随后将与多个帧相关联的平均强度用于表征光学阻滞。随后，光学阻滞可用于确定玻璃基样品的应力相关性质。移动基板减小了来自散射光的测量噪声，该散射光具有与光学阻滞信息无关的应力分布。

本公开的第一实施例(1)针对使用光散射偏振测定来表征玻璃基样品的光学阻滞的方法。第一方法包括：a)将光束从光源引导到玻璃基样品中，同时在至少第一偏振状态与第二偏振状态之间改变光束的偏振，以生成针对每个偏振状态的散射光；b)针对至少第一偏振状态和第二偏振状态中的每一者，使用具有曝光时间t_E并且以帧率FR捕获帧的图像传感器来捕获散射光，其中散射光具有在图像传感器处的强度分布；c)相对于光束和图像传感器中的至少一者以样品速度SS移动样品，使得对于至少第一偏振状态和第二偏振状态中的每一者，图像传感器对每帧的强度分布中的两个或更多个强度分布求平均以形成平均强度分布；以及d)使用针对至少第一偏振状态和第二偏振状态中的每一者的平均强度分布来表征光学阻滞。

本公开的第二实施例(2)基于如上所述的实施例(1)，并且进一步包括使用动作d)的表征的光学阻滞来确定玻璃基样品的至少一个应力相关特性。

本公开的第三实施例(3)基于实施例(1)和(2)中的任一者，其中所述至少一个应力相关特性选自包括以下各项的应力相关特性的群组：应力分布、表面应力、压缩深度、中心张力、以及双折射分布。