أثناء عملية التلدين للزجاج البصري، فإن الفرق الحتمي في درجة الحرارة بين المركز والحافة يولد إجهادًا، يُعرف أيضًا باسم الإجهاد المتبقي. يتسبب الإجهاد في تغير الزجاج من متساوي الخواص إلى متباين الخواص وإنتاج ازدواجية الانكسار.

عندما ينكسر شعاع من الضوء أحادي اللون عند السطح البيني للبلورة متباينة الخواص، يمكن عمومًا توليد شعاعين من الضوء المنكسر. تُسمى هذه الظاهرة بالانكسار المزدوج. من بين شعاعي الضوء المنكسرين، يطيع أحدهما دائمًا قانون الانكسار، أي أنه بغض النظر عن اتجاه شعاع الضوء الساقط، يكون شعاع الضوء المنكسر هذا دائمًا في المستوى الساقط، وتكون نسبة جيب زاوية الانكسار إلى جيب زاوية السقوط مساوية لثابت. يُطلق على شعاع الضوء المنكسر هذا اسم الضوء العادي، والذي نسميه غالبًا ضوءًا عاديًا. لا يطيع شعاع الضوء المنكسر الآخر قانون الانكسار. في الظروف العادية، حتى لو كانت زاوية السقوط صفرًا، فإن زاوية الانكسار ليست صفرًا، وغالبًا ما لا يكون شعاع الضوء المنكسر هذا في المستوى الساقط. لذلك، يُطلق عليه اسم الضوء الاستثنائي، والذي نسميه غالبًا ضوءًا استثنائيًا.

طريقة قياس ازدواجية الانكسار الإجهادية

من أجل قياس ظاهرة ازدواجية الانكسار الإجهادية للزجاج الكوارتز، طور العلماء مجموعة متنوعة من الطرق. فيما يلي طريقتان شائعتا الاستخدام: 1. الطريقة التقليدية الطريقة التقليدية هي تحديد درجة ازدواجية الانكسار الإجهادية للمادة عن طريق قياس زاوية انكسار الضوء. الخطوات المحددة هي كما يلي:

● تحضير شعاع ضوئي موازي وتسليطه على عينة زجاج الكوارتز.

● قياس زاوية انكسار الضوء بعد مروره عبر العينة.

● حساب درجة ازدواجية الانكسار الإجهادية بناءً على التغير في زاوية الانكسار.

ميزة الطريقة التقليدية هي أنها بسيطة وسهلة الاستخدام، ولكن هناك بعض القيود. أولاً، يمكنها فقط قياس ازدواجية الانكسار الإجهادية في الاتجاه الموازي لشعاع الضوء. ثانياً، نظرًا لقياس التغير في زاوية الانكسار، لا يمكن الحصول على القيمة المحددة للإجهاد بشكل مباشر.

2. التداخل الهولوغرافي التداخل الهولوغرافي هو طريقة قياس تعتمد على مبدأ التداخل الهولوغرافي، والتي يمكنها قياس توزيع الضغوط في المادة بشكل مباشر. الخطوات المحددة هي كما يلي:

● ضع عينة زجاج الكوارتز على طاولة عمل مقياس التداخل الهولوغرافي.

● إرسال شعاع ضوء موازٍ عبر الليزر وتسليطه على العينة.

● مراقبة حواف التداخل على سطح العينة بناءً على ظاهرة تداخل الضوء.

● بناءً على شكل وتباعد حواف التداخل، استنتج توزيع الضغوط في العينة.

تتمثل ميزة التداخل الهولوغرافي في أنه يمكنه قياس توزيع الإجهاد بشكل مباشر ويمكنه أيضًا قياس ازدواجية الانكسار الإجهادية بدقة في اتجاهات مختلفة. ومع ذلك، تتطلب هذه الطريقة معدات خاصة ودعمًا فنيًا، وهي مكلفة نسبيًا.