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雙折射(birefringence)是指一條入射光線產生兩條折射光線的現象。將一塊冰洲石(透明的方解石)放在書上看，它下面的線條都變成雙影。雙折射是光束入射到各向異性的晶體，分解為兩束光而沿不同方向折射的現象。光在非均質體中傳播時，其傳播速度和折射率值隨振動方向不同而改變，其折射率值不止一個；光波入射非均質體，除特定方向以外，都要發生雙折射，分解成振動方向互相垂直、傳播速度不同、折射率不等的兩種偏振光，此現象即為雙折射。
應力雙折射檢測原理：為避免直接測量橢圓的形狀，通過一輔助的1/4波片，可將橢圓偏振光轉換成線偏振光。這一方法被稱之為補償法，該波片快軸方向與起偏器平行。嚴格的講，光通過波片后并非是一成不變的線偏振光，但是僅考慮線偏振光部分就足夠了。與原偏振光偏振方向相比，它們之間存在一個確定的角度，角度大小與延遲量成正比，因此可以作為橢偏度或者雙折射的量度。角度值可以通過于動旋轉檢偏器，使觀測點處光透過強度達到測定。
應力雙折射檢測圖像測量：
出于這些原因，一種易于使用，能夠按空間分布快速、準確測定應力雙折射的強度和方向的成像測量系統被開發出來。圖5給出了已實現的測量系統，其功能原理本質上與圖3所示的裝置相一致。通過使用成像陣列代替光子探測器，該系統可以單次分析整個被測區域，避免了掃描樣品和重復進行單點測量。
橫向分辨率由被測區域大小及攝像機的分辨率所決定。自動測量應力雙折射空間分布及方向的成像系統正如前面已經提到的，只有方向與起偏器軸向成45°角的應力才能夠由線偏振儀所確定。因此，改變起偏器的軸向位置(以光學系統的旋轉代替樣品的旋轉)，進行多次測量，然后將分步測量得到的結果合并成完整的結果。
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