聚合物应力光学系数的测试方法

根据经典平面光弹性理论,对聚合物圆片试样进行径向加载,通过推导加载方向主应力的差值与条纹级数的关系,求出聚合物的应力光学系数,从而提出了一种实用的测试聚合物应力光学系数的方法。使用该方法对聚碳酸酯的应力光学系数进行测量,所获得的实测值与理论值能够很好地吻合,准确度达到99%以上。

低应力光学系数、高光学性能脂环族聚酯的合成工艺与表征

采用1,4-环己烷二甲醇(CHDM)与1,4-环己烷二甲酸(CHDA)通过两阶段连续反应合成脂环族聚酯———聚(1,4-环己烷二甲酸-1,4-环己烷二甲醇酯)(PCCD)。研究了常压酯化阶段和真空缩聚阶段的合成工艺,包括酯化温度、缩聚温度和真空压强对聚合反应的影响,获得较理想的制备条件;采用红外光谱和核磁共振分析反应产物,表明其化学结构特征符合PCCD的分子特点。最后进行光学性能测试,实验结果表明,合成出的PCCD是一种具有低应力光学系数的高透光率、低雾度和低黄色指数透明材料。

柔性膜基结构的应力光学系数测量研究

柔性膜基结构具有轻质化、可折叠、便携等优点,在微机电和柔性电子等前沿领域有广阔的应用前景。相比于传统的刚性结构,柔性膜基结构在制备和随后服役的过程中更容易产生内应力,造成元器件稳定的降低,因此膜基结构的应力测量具有非常重要的意义。本文基于光弹性原理,设计搭建了圆偏振光场下的光弹性实验光路,分别测得了基底和膜基结构在不同应力下的光弹性图像。根据光弹性图像随应力的周期性亮暗变化规律,对图像亮度与所受应力大小进行三角函数拟合,通过拟合结果和所建立的图像亮度与主应力模型对聚酰亚胺基底和金属铜薄膜的应力光学系数进行计算,结果证明了金属铜薄膜具有应力光学效应以及通过透射的方法测量纳米级金属薄膜应力光学系数的可行性。

晶体应力光学系数的研究

在以往关于晶体材料的应力双折射的标准中，都忽略了晶体在光弹方面所表现出的特殊性质，而将其与玻璃等同起来，应力仅以材料最长边中部或边缘单位长度上的光程差来表示。这与实际情况相差很大。本文从结构对称的立方晶系晶体入手，深入研究了晶体应力光学系数这一参量，提出晶体的应力光学系数不仅取决于材料，还与应力的取向、观察者的观察方向有关。并发现立方晶系晶体（１１１）面具有各向同性性质和在［１１１］方向应力状态下应力光学系数与观察方向无关的特性。另外还发现光波进入有应力的晶体后所分解的两束相互垂直的偏振光，有时其振动方向并不与应力方向平行，而是发生了偏转。

SU-8胶光弹性性能显微测试

考虑获知SU-8胶的光弹性性能有利于拓展其在微纳米领域中的应用范围,本文设计了材料应力光学系数显微测量光路,完成了SU-8胶应力光学系数的测量实验。首先,基于光弹性原理设计了测量光路,推导了求解应力光学系数的计算公式;然后,根据所设计的光路搭建了应力光学系数显微测量实验装置,在SU-8胶试样光弹性条纹的单个半级数范围内进行了单向拉伸实验;最后,利用Matlab提取实验照片组中光强值信息,得到了不同拉力下透过SU-8胶试样的单色光光强值,计算求解出了SU-8胶的应力光学系数。实验结果以及测量公式计算显示,SU-8胶的应力光学系数为(3.007±0.149)×10–11 m2/N,大于光学玻璃等材料的应力光学系数,也远大于二氧化硅等MEMS领域常用材料的应力光学系数。实验结果可为以SU-8胶为材料,通过光弹性原理进行微力测量的微探针、微夹钳等的设计与制作打下基础。

RESEARCH ON TRANSVERSE STRESS CHARACTER OF SINGLE MODE OPTICAL FIBER

This paperdetails experimental work done to quantify stress measurements made optically utilizing ordinary single mode optical fibers. Strain-induced changes of birefringence for ordinary single mode optical fiber responses are characterized against standard stress measurements in a well understand configuration. The experimental scheme for this work and the results are presented in detaial. In this paper, POssible applications for this transverse stress character of single mode fibers are also proposed.