客户咨询热线：
18922517093
透明材料（如玻璃、光学塑料、晶体等）的残余应力和双折射效应直接影响其力学性能与光学质量。日本LuCEO公司推出的全自动应变仪LSM-9100W基于Senarmont偏振法，结合高精度RGB线性极化技术，可实现0-3000nm延迟量的二维全场测量，测量精度达1nm，并支持Ø150mm大尺寸样品的快速检测。本文详细介绍该仪器的技术原理、核心优势，并结合玻璃制造、光学元件加工及塑料注塑等行业的应用案例，分析其在质量控制与工艺优化中的关键作用。
关键词：应力分析、双折射、Senarmont法、全场测量、透明材料
透明材料在制造过程中因温度梯度、机械加工或固化收缩等因素会产生内部应力，进而导致双折射现象，影响光学均匀性（如透镜成像畸变）或机械强度（如玻璃自爆）。传统应力检测方法（如光弹法、激光干涉仪）通常存在测量范围有限、操作复杂或仅支持点测量等问题。LSM-9100W全自动应变仪通过创新的光学系统设计和大面积成像技术，实现了高精度、高效率的二维应力分布检测，为工业质量控制提供了新的解决方案。
LSM-9100W采用改进型Senarmont补偿法，结合RGB三波长（420-680nm）线性偏振光，通过检测样品引起的相位延迟（Δ）和慢轴方向（θ），计算双折射分布（Δn = Δ/d，d为样品厚度）。相较于传统单波长测量，多光谱分析可减少材料色散误差，提高数据可靠性。
高精度成像系统
1100×1100像素CCD配合高均匀性极化板，实现1nm级延迟分辨率和0.1°慢轴方向精度。
3D应力分布可视化功能，直观呈现样品边缘应力集中区域（如玻璃切割面）。
超发光LED光源
宽光谱LED替代传统激光光源，避免相干噪声，寿命达50,000小时，维护成本降低60%。
大样品兼容性
Ø150mm测量区域+160mm高度空间，支持曲面玻璃、注塑件等非平面样品的无损检测。
在汽车钢化玻璃生产中，LSM-9100W可快速扫描挡风玻璃全表面，检测压应力层深度（CS层）和边缘应力集中（图1）。某厂商通过该设备发现切割工艺导致的微裂纹区域延迟量异常（>1200nm），优化参数后不良率下降35%。
图1 钢化玻璃表面应力分布（3D视图）
（示例：边缘区域延迟量显著高于中心）
对于AR透镜用PMMA材料，注塑冷却不均会导致双折射（Δn>5×10⁻⁵）。LSM-9100W的实时测量功能可关联模具温度与延迟量数据，指导工艺调整。某案例显示，将模温误差控制在±1℃后，透镜延迟量从300nm降至80nm以下。
在光纤制造中，预制棒的双折射直接影响光纤的偏振模色散（PMD）。通过LSM-9100W的慢轴方向映射，可定位芯层不均匀区域（图2），确保PMD<0.1ps/√km，满足5G通信要求。
图2 光纤预制棒慢轴方向分布图
（示例：红色箭头指示高双折射缺陷区）
| 指标 | LSM-9100W | 手动补偿偏光仪 | 激光干涉仪 |
|---|---|---|---|
| 测量范围 | 0-3000nm | 0-1000nm | 0-500nm |
| 精度 | ±1nm | ±10nm | ±0.5nm |
| 测量面积 | Ø150mm全场 | 单点扫描 | <Ø50mm |
| 适用场景 | 工业质检、工艺优化 | 实验室小样品检测 | 超薄光学膜检测 |
推荐LSM-9100W的场景：
需大批量检测玻璃/塑料制品的产线；
大尺寸或曲面样品的无损测量需求；
长期稳定性要求高的连续作业环境。
替代方案：
若仅需实验室小样品检测，可选用低成本手动偏光仪；
超精密光学元件（如光刻机透镜）建议补充干涉仪验证。
LSM-9100W全自动应变仪通过Senarmont偏振法与大面积成像技术的结合，实现了透明材料应力与双折射的高效、高精度检测。其在玻璃、光学塑料、光纤等行业的成功应用表明，该设备不仅能提升产品质量，还可为工艺优化提供数据支撑。未来，通过集成AI应力预测算法，有望进一步拓展其在智能制造中的应用价值。
