特許7387751光散乱偏光測定を使用したガラス系試料の光学的リターダンスの特徴付け
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-11-17
(45)【発行日】2023-11-28
(54)【発明の名称】光散乱偏光測定を使用したガラス系試料の光学的リターダンスの特徴付け
(51)【国際特許分類】
G01L 1/00 20060101AFI20231120BHJP
G01N 21/23 20060101ALI20231120BHJP
G01L 1/24 20060101ALI20231120BHJP
【ＦＩ】
G01L1/00 B
G01N21/23
G01L1/00 G
G01L1/24 Z
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2021547656
(86)(22)【出願日】2019-10-24
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-01-20
(86)【国際出願番号】 US2019057854
(87)【国際公開番号】W WO2020092121
(87)【国際公開日】2020-05-07
【審査請求日】2022-10-19
(31)【優先権主張番号】62/753,388
(32)【優先日】2018-10-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】397068274
【氏名又は名称】コーニング インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100073184
【弁理士】
【氏名又は名称】柳田 征史
(74)【代理人】
【識別番号】100123652
【弁理士】
【氏名又は名称】坂野 博行
(74)【代理人】
【識別番号】100175042
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 秀明
(72)【発明者】
【氏名】ファーナス，ウィリアム ジョン
【審査官】公文代 康祐
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１８／０５６１２１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００５－２０１７４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６２－１８２６２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－０１５４４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１６／００９１４１６（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２００３／００７６４８７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】独国特許発明第１０１６１９１４（ＤＥ，Ｃ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｌ １／００
Ｇ０１Ｌ １／２４
Ｇ０１Ｌ ５／００
Ｇ０１Ｎ ２１／２３
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ガラス系試料の光学的リターダンスを特徴付けるために光散乱偏光測定を使用する方法であって、該方法は、ａ．光源からの光ビームを、偏光状態毎の散乱光の生成のために、少なくとも第１の偏光状態と第２の偏光状態との間で前記光ビームの偏光を変化させながらガラス系試料に配向するステップと、
ｂ．少なくとも前記第１の偏光状態および前記第２の偏光状態毎に、前記散乱光を、露光時間ｔＥを有しかつフレームレートＦＲでフレームを捕捉するイメージセンサを用いて捕捉するステップであって、ここで、前記散乱光は、前記イメージセンサにおいて強度分布を有するステップと、
ｃ．前記試料を、前記光ビームおよび前記イメージセンサの少なくとも一方に対して試料速度ＳＳで移動させるステップであって、これにより、少なくとも前記第１の偏光状態および前記第２の偏光状態毎に、前記イメージセンサが、平均化された強度分布を形成するために、フレーム毎の強度分布の２つ以上を平均化するステップと、
ｄ．少なくとも前記第１の偏光状態および前記第２の偏光状態毎の平均化された強度分布を、光学的リターダンスを特徴付けるために使用するステップと、を含む方法。
【請求項2】
前記方法は、前記ステップｄ）の特徴付けられた前記光学的リターダンスを、前記ガラス系試料の少なくとも１つの応力関連特性を決定するために使用するステップをさらに含み、前記少なくとも１つの応力関連特性は、応力プロファイル、表面応力、圧縮深さ、中心張力、および複屈折プロファイルを含む応力関連特性のグループから選択される、請求項１記載の方法。
【請求項3】
前記ステップｃ）は、前記ガラス系試料を、少なくとも０．４ｍｍ／秒の試料速度ＳＳで移動させるステップを含み、かつ／または前記ステップｃ）は、前記ガラス系試料を、試料速度ＳＳ≧Ｋ・λ／ｔＥで移動させるステップを含み、ここで、λは、光ビームの波長であり、Ｋは０．４～１の範囲である、請求項１または２記載の方法。
【請求項4】
光散乱偏光測定を使用してガラス系試料の応力ベースの特性を決定する方法であって、該方法は、
ガラス系試料を、イメージセンシングデバイスと、光ビームを放出する光源と、光ビームの少なくとも第１の偏光および第２の偏光を定める光学的補償器と、を有する偏光計において、または偏光計に対して動作可能に配置するステップと、
前記イメージセンシングデバイスにおいて、時間変化する強度分布を有する線状画像を形成する散乱光を生成するために、前記ガラス系試料を、前記光源および前記イメージセンシングデバイスの少なくとも一方に対して移動させる間に光を前記ガラス系試料に配向するステップと、
前記第１の偏光および前記第２の偏光毎に、前記イメージセンシングデバイスを用いて、少なくとも２つの実質的に異なる強度分布を検出するステップと、
少なくとも２つの実質的に異なる強度分布から平均化された強度分布を形成するステップと、
少なくとも前記第１の偏光および前記第２の偏光についての平均化された強度分布を使用して、光学的リタデーションを計算するステップと、
前記光学的リタデーションから、少なくとも１つの応力ベースの特性を決定するステップと、を含む、方法。
【請求項5】
前記平均化された強度分布を形成するステップは、フレームレートＦＲを有するイメージセンサのフレーム内で、少なくとも２つの実質的に異なる強度分布を検出するステップを含み、前記少なくとも２つの実質的に異なる強度分布の各々は、０．０５～１００ミリ秒の露光時間ｔＥ内で、かつ１０～２００フレーム／秒のフレームレートＦＲで検出される、請求項４記載の方法。
【請求項6】
前記光学的リタデーションを計算するステップは、０．１秒～１０秒の測定時間ｔＭにわたって２～２００のフレームを使用する、請求項４または５記載の方法。
【請求項7】
前記ガラス系試料を移動させるステップは、少なくとも０．７５ミリメートル／秒の速度で行われ、かつ／または前記光ビームは、入射平面内に存在し、前記ガラス系試料を、入射平面に対して垂直な方向に移動させるステップをさらに含む、請求項４から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項8】
本体を有するガラス系試料の少なくとも１つの応力ベースの特性を測定する方法であって、該方法は、
ａ）波長λを有し、かつ散乱光を生成するために前記試料の前記本体内に伝送される光の少なくとも第１の偏光状態および第２の偏光状態について、前記ガラス系試料の偏光測定を行うステップと、
ｂ）前記ステップａ）の間、少なくとも第１の偏光状態および第２の偏光状態毎に、前記本体の異なる部分からの散乱光の少なくとも第１の光分布および第２の光分布を検出し、平均化光分布を形成するために少なくとも前記第１の光分布および前記第２の光分布を平均化するステップと、
ｃ）前記ガラス系試料の前記本体内への深さの関数として光学的リターダンスを計算するために、前記第１の偏光状態および前記第２の偏光状態毎の平均化光分布を使用するステップと、
ｄ）前記ガラス系試料の少なくとも１つの応力ベースの特性を決定するために、前記計算された光学的リターダンスを使用するステップと、を含む、方法。
【請求項9】
前記平均化するステップは、イメージセンサの単一フレーム内で少なくとも前記第１の光分布および前記第２の光分布を検出するステップにより行われ、かつ／または少なくとも前記第１の光分布および前記第２の光分布は、各々が露光時間ｔＥを有する少なくとも第１の露光および第２の露光をそれぞれ行うことによって形成され、かつ／または
前記散乱光は、前記本体の非応力関連散乱特徴からのノイズと、前記本体の応力関連散乱特徴からのリタデーション信号とを含み、平均化光分布を形成するための前記平均化するステップは、前記光学的リターダンスを計算するために強度分布の単一の測定を使用する場合に比べて、ノイズからの前記光学的リターダンスへのノイズ寄与率を低減する、請求項８記載の方法。
【請求項10】
前記方法は、前記ステップａ）の間に、前記ガラス系試料を移動させ、これによって、前記本体の異なる部分が、光の波長の少なくとも２分の１だけ離間されるステップをさらに含む、請求項８または９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【0001】
本出願は、２０１８年１０月３１日の米国仮特許出願第６２／７５３，３８８号の優先権の利益を主張するものであり、その内容が依拠され、その全体が参照により本明細書に援用される。
【技術分野】
【0002】
本開示は、ガラス系試料を特徴付けることに関し、特に、光散乱偏光測定を使用して高散乱ガラス系試料を特徴付けるためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【0003】
光散乱偏光測定は、試料材料内から光を散乱させることができる製品（「試料」）の応力ベースの特性を決定するために、散乱偏光を使用している。試料は、入力レーザー光を用いてカップリングプリズムにより比較的浅い角度で照射される。レーザー光の偏光は、光学的補償器を使用して異なる偏光状態の間で連続的に変化する。散乱光は、イメージセンサによって検出される。試料内の応力は、光路に沿って光学的リタデーションを引き起こすが、この応力の大きさは、光学的リタデーションの導関数に比例する。光学的リタデーションの量は、検出された散乱光強度分布から決定することができ、この散乱光強度分布は、検出された光の異なる有効光路長に対する建設的干渉および破壊的干渉のために変化する。測定可能な応力関連特性には、応力プロファイル、中心張力（ＣＴ）、および圧縮深さ（ＤＯＣ）が含まれる。
【0004】
光散乱偏光測定は、散乱光が、すべてではないにしても主として、応力ベースの偏光リタデーション信号を提供する試料内のレイリー散乱によって生成される場合にうまく機能する。しかしながら、光は、試料内の、散乱中心、微粒子、不均一性、結晶構造、ミー散乱もしくは非選択性散乱、多重散乱などの他のメカニズムによって散乱する可能性もある。そのような光の散乱は、非応力ベースのノイズを表し、応力の特徴付けを不明瞭にする可能性がある。
【発明の概要】
【0005】
本開示の態様は、光学的リターダンスおよびガラス系試料の１つ以上の応力関連特性を特徴付ける方法に関する。本方法は、光ビームを、光ビームの偏光を変化させながらガラス系試料に配向するステップを含む。これにより、偏光毎の散乱光が生成される。偏光毎の散乱光は、露光時間とフレームレートとを有するイメージセンサによって捕捉される。散乱光は、イメージセンサにおいて強度分布を有している。試料は測定中に移動させられ、これによって、イメージセンサは、偏光毎の平均化された強度分布を形成するために２つ以上の異なる強度分布を平均化する。この平均化は、所与のフレーム内の画素応答時間にわたる積分であってもよいし、あるいは２つ以上の捕捉された強度分布の直接の平均であってもよい。次いで、複数のフレームに関連する平均化強度が、光学的リターダンスを特徴付けるために使用される。次いで、この光学的リターダンスは、ガラス系試料の応力関連特性を決定するために使用することができる。基板を移動させるステップは、光学的リターダンス情報に関連しない応力プロフィルを有する散乱光からの測定ノイズを低減させる。
【0006】
本開示の第１の実施形態（１）は、ガラス系試料の光学的リターダンスを特徴付けるために光散乱偏光測定を使用する方法に関する。この第１の方法は、
ａ）光源からの光ビームを、偏光状態毎の散乱光の生成のために、少なくとも第１の偏光状態と第２の偏光状態との間で光ビームの偏光を変化させながらガラス系試料に配向するステップと、
ｂ）少なくとも第１の偏光状態および第２の偏光状態毎に、散乱光を、露光時間ｔＥを有しかつフレームレートＦＲでフレームを捕捉するイメージセンサを用いて捕捉するステップであって、ここで、散乱光は、イメージセンサにおいて強度分布を有するステップと、
ｃ）試料を、光ビームおよびイメージセンサの少なくとも一方に対して試料速度ＳＳで移動させるステップであって、これにより、少なくとも第１の偏光状態および第２の偏光状態毎に、イメージセンサが、平均化された強度分布を形成するために、フレーム毎の強度分布の２つ以上を平均化するステップと、
ｄ）少なくとも第１の偏光状態および第２の偏光状態毎の平均化された強度分布を、光学的リターダンスを特徴付けるために使用するステップと、を含む。
ａ）光源からの光ビームを、偏光状態毎の散乱光の生成のために、少なくとも第１の偏光状態と第２の偏光状態との間で光ビームの偏光を変化させながらガラス系試料に配向するステップと、
ｂ）少なくとも第１の偏光状態および第２の偏光状態毎に、散乱光を、露光時間ｔＥを有しかつフレームレートＦＲでフレームを捕捉するイメージセンサを用いて捕捉するステップであって、ここで、散乱光は、イメージセンサにおいて強度分布を有するステップと、
ｃ）試料を、光ビームおよびイメージセンサの少なくとも一方に対して試料速度ＳＳで移動させるステップであって、これにより、少なくとも第１の偏光状態および第２の偏光状態毎に、イメージセンサが、平均化された強度分布を形成するために、フレーム毎の強度分布の２つ以上を平均化するステップと、
ｄ）少なくとも第１の偏光状態および第２の偏光状態毎の平均化された強度分布を、光学的リターダンスを特徴付けるために使用するステップと、を含む。
【0007】
本開示の第２の実施形態（２）は、上述の実施形態（１）に基づいており、ガラス系試料の少なくとも１つの応力関連特性を決定するために、ステップｄ）の特徴付けられた光学的リターダンスを使用するステップをさらに含む。
【0008】
本開示の第３の実施形態（３）は、実施形態（１）および（２）のいずれかに基づいており、ここで、少なくとも１つの応力関連特性は、応力プロファイル、表面応力、圧縮深さ、中心張力、および複屈折プロファイルを含む応力関連特性のグループから選択される。
【0009】
本開示の第４の実施形態（４）は、実施形態（１）から（３）までのいずれか１つに基づいており、ここで、ガラス系試料は、全体としてガラス材料またはガラスセラミック材料のいずれかから成る。
【0010】
本開示の第５の実施形態（５）は、実施形態（１）から（４）までのいずれか１つに基づいており、ここで、ガラス系試料を、光ビームおよびイメージセンサの少なくとも一方に対して試料速度ＳＳで移動させるステップｃ）は、ガラス系試料を、光ビームおよびイメージセンサを静止状態に維持しながら移動させるステップを含む。
【0011】
本開示の第６の実施形態（６）は、実施形態（１）から（５）までのいずれか１つに基づいており、ここで、ステップｃ）は、ガラス系試料を、少なくとも０．４ｍｍ／秒の試料速度ＳＳで移動させるステップを含む。
【0012】
本開示の第７の実施形態（７）は、実施形態（１）から（６）までのいずれか１つに基づいており、ここで、ステップｃ）は、ガラス系試料を、試料速度ＳＳ≧Ｋ・λ／ｔＥで移動させるステップを含み、ここで、λは、光ビームの波長であり、Ｋは０．４～１の範囲である。
【0013】
本開示の第８の実施形態（８）は、実施形態（１）から（７）までのいずれか１つに基づいており、ここで、光ビームは、入射平面内に存在し、ガラス系試料を、入射平面に対して垂直な方向に移動させるステップをさらに含む。
【0014】
本開示の第９の実施形態（９）は、実施形態（１）から（８）までのいずれか１つに基づいており、ここで、ガラス系試料は側面を有し、ここで、ガラス系試料を移動させるステップｃ）は、ガラス系試料を、側面から押し出すステップを含む。
【0015】
本開示の第１０の実施形態（１０）は、実施形態（１）から（９）までのいずれか１つに基づいており、ここで、ガラス系試料は、側面部分を有する側面を有し、ガラス系試料を移動させるステップｃ）は、側面および側面部分の少なくとも一方を係合固定具と動作可能に係合させるステップと、係合固定具を移動させるステップと、を含む。
【0016】
本開示の第１１の実施形態（１１）は、実施形態（１）から（１０）までのいずれか１つに基づいており、ここで、試料を移動させるステップは、並進、回転、またはそれらの組み合わせを含む。
【0017】
本開示の第１２の実施形態（１２）は、実施形態（１）から（１１）までのいずれか１つに基づいており、ここで、ガラス系試料を移動させるステップｃ）は、ガラス系試料をフレーム内で動作可能に支持するステップと、フレームを、係合固定具と動作可能に係合させるステップと、係合固定具を移動させるステップと、を含む。
【0018】
本開示の第１３の実施形態（１３）は、実施形態（１）から（１２）までのいずれか１つに基づいており、ここで、ガラス系試料を移動させるステップｃ）は、ガラス系試料を静止状態に維持しながらレーザー光源およびイメージセンサの一方または両方を移動させるステップを含む。
【0019】
本開示の第１４の実施形態（１４）は、光散乱偏光測定を使用してガラス系試料の応力ベースの特性を決定する方法に関し、該方法は、ガラス系試料を、イメージセンシングデバイスと、光ビームを放出する光源と、光ビームの少なくとも第１の偏光および第２の偏光を定める光学的補償器と、を有する偏光計において、または偏光計に対して動作可能に配置するステップと、イメージセンシングデバイスにおいて、時間変化する強度分布を有する線状画像を形成する散乱光を生成するために、ガラス系試料を、光源およびイメージセンシングデバイスの少なくとも一方に対して移動させる間に光をガラス系試料に配向するステップと、第１の偏光および第２の偏光毎に、イメージセンシングデバイスを用いて、少なくとも２つの実質的に異なる強度分布を検出するステップと、少なくとも２つの実質的に異なる強度分布から平均化された強度分布を形成するステップと、少なくとも第１の偏光および第２の偏光についての平均化された強度分布を使用して光学的リタデーションを計算するステップと、光学的リタデーションから、少なくとも１つの応力ベースの特性を決定するステップと、を含む。
【0020】
本開示の第１５の実施形態（１５）は、実施形態（１４）に基づいており、ここで、平均化された強度分布を形成するステップは、フレームレートＦＲを有するイメージセンサのフレーム内の、少なくとも２つの実質的に異なる強度分布を検出するステップを含む。
【0021】
本開示の第１６の実施形態（１６）は、実施形態（１４）および（１５）のいずれかに基づいており、ここで、少なくとも２つの実質的に異なる強度分布の各々は、０．０５ミリ秒～１００ミリ秒の露光時間ｔＥ内で、かつ１０～２００フレーム／秒のフレームレートＦＲで検出される。
【0022】
本開示の第１７の実施形態（１７）は、実施形態（１４）から（１６）までのいずれか１つに基づいており、ここで、光学的リタデーションを計算するステップは、０．１秒～１０秒の測定時間ｔＭにわたって２～２００のフレームを利用する。
【0023】
本開示の第１８の実施形態（１８）は、実施形態（１４）から（１７）までのいずれか１つに基づいており、ここで、ガラス系試料は、全体としてガラス材料またはガラスセラミック材料のいずれかから成る。
【0024】
本開示の第１９の実施形態（１９）は、実施形態（１４）から（１８）までのいずれか１つに基づいており、ここで、ガラス系試料を、光源およびイメージセンシングデバイスの少なくとも一方に対して移動させるステップは、ガラス系試料を、光源およびイメージセンシングデバイスを静止状態に維持しながら移動させるステップを含む。
【0025】
本開示の第２０の実施形態（２０）は、実施形態（１４）から（１９）までのいずれか１つに基づいており、ここで、ガラス系試料を、光源およびイメージセンシングデバイスの少なくとも一方に対して移動させるステップは、ガラス系試料を静止状態に維持しながらレーザー光源およびイメージセンシングデバイスの一方または両方を移動させるステップを含む。
【0026】
本開示の第２１の実施形態（２１）は、実施形態（１４）から（２０）までのいずれか１つに基づいており、ここで、ガラス系試料を移動させるステップは、少なくとも０．７５ミリメートル／秒の速度で行われる。
【0027】
本開示の第２２の実施形態（２２）は、実施形態（１４）から（２１）までのいずれか１つに基づいており、ここで、光ビームは、入射平面内に存在し、ガラス系試料を、入射平面に対して垂直な方向に移動させるステップをさらに含む。
【0028】
本開示の第２３の実施形態（２３）は、実施形態（１４）から（２２）までのいずれか１つに基づいており、ここで、ガラス系試料は、側面部分を有する側面を有し、ガラス系試料を移動させるステップは、側面および側面部分の少なくとも一方を係合固定具と動作可能に係合させるステップと、係合固定具を移動させるステップと、を含む。
【0029】
本開示の第２４の実施形態（２４）は、実施形態（１４）から（２３）までのいずれか１つに基づいており、ここで、ガラス系試料を移動させるステップは、ガラス系試料をフレーム内で動作可能に支持するステップと、フレームを、係合固定具に動作可能に係合させるステップと、係合固定具を移動させるステップと、を含む。
【0030】
本開示の第２５の実施形態（２５）は、本体を有するガラス系試料の少なくとも１つの応力ベースの特性を測定する方法に関する。該方法は、ａ）波長を有し、かつ散乱光を生成するために試料の本体内に伝送される光の少なくとも第１の偏光状態および第２の偏光状態について、ガラス系試料の偏光測定を行うステップと、ｂ）ステップａ）の間、少なくとも第１の偏光状態および第２の偏光状態毎に、本体の異なる部分からの散乱光の少なくとも第１の光分布および第２の光分布を検出し、平均化光分布を形成するために少なくとも第１の光分布および第２の光分布を平均化するステップと、ｃ）ガラス系試料の本体内への深さの関数として光学的リターダンスを計算するために、第１の偏光状態および第２の偏光状態毎の平均化光分布を使用するステップと、ｄ）ガラス系試料の少なくとも１つの応力ベースの特性を決定するために、計算された光学的リターダンスを使用するステップと、を含む。
【0031】
本開示の第２６の実施形態（２６）は、実施形態（２５）に基づいており、ここで、平均化するステップは、イメージセンサの単一フレーム内で少なくとも第１の光分布および第２の光分布を検出することによって行われる。
【0032】
本開示の第２７の実施形態（２７）は、実施形態（２５）および（２６）のいずれかに基づいており、ここで、少なくとも第１の光分布および第２の光分布は、各々が露光時間ｔＥを有する少なくとも第１の露光および第２の露光をそれぞれ行うことによって形成される。
【0033】
本開示の第２８の実施形態（２８）は、実施形態（２５）から（２７）までのいずれか１つに基づいており、該方法は、ステップａ）の間に、ガラス系試料を移動させ、これによって、本体の異なる部分が、光の波長の少なくとも２分の１だけ離間されるステップをさらに含む。
【0034】
本開示の第２９の実施形態（２９）は、実施形態（２５）から（２８）までのいずれか１つに基づいており、ここで、ガラス系試料の移動は、試料速度ＳＳ≧Ｋ・λ／ｔＥを有し、ここで、ｔＥは、第１の光分布および第２の光分布を捕捉するために使用される第１の露光および第２の露光のための露光時間であり、Ｋは０．４～１の範囲である。
【0035】
本開示の第３０の実施形態（３０）は、実施形態（２５）から（２９）までのいずれか１つに基づいており、ここで、ガラス系試料は、側面を有し、かつ支持面上に支持されており、ガラス系試料を移動させるステップは、ガラス系試料を側面で押し出し、これによって、ガラス系試料は支持面上を摺動するステップを含む。
【0036】
本開示の第３１の実施形態（３１）は、実施形態（２５）から（３０）までのいずれか１つに基づいており、ここで、ガラス系試料は、側面部分を有する側面を有し、ここで、ガラス系試料を移動させるステップは、側面および側面部分の少なくとも一方を係合固定具と動作可能に係合させるステップと、係合固定具を移動させるステップと、を含む、
本開示の第３２の実施形態（３２）は、実施形態（２５）から（３１）までのいずれか１つに基づいており、ここで、ガラス系試料を移動させるステップは、ガラス系試料をフレーム内で動作可能に支持するステップと、フレームを、係合固定具と動作可能に係合させるステップと、係合固定具を移動させるステップと、を含む。
本開示の第３２の実施形態（３２）は、実施形態（２５）から（３１）までのいずれか１つに基づいており、ここで、ガラス系試料を移動させるステップは、ガラス系試料をフレーム内で動作可能に支持するステップと、フレームを、係合固定具と動作可能に係合させるステップと、係合固定具を移動させるステップと、を含む。
【0037】
本開示の第３３の実施形態（３３）は、実施形態（２５）から（３２）までのいずれか１つに基づいており、ここで、散乱光は、本体の非応力関連散乱特徴からのノイズと、本体の応力関連散乱特徴からのリタデーション信号と、を含み、ここで、平均化光分布を形成するための平均化するステップは、光学的リターダンスを計算するために強度分布の単一の測定を使用する場合に比べて、ノイズからの光学的リターダンスへのノイズ寄与率を低減する。
【0038】
本開示の第３４の実施形態（３４）は、実施形態（２５）から（３３）までのいずれか１つに基づいており、ここで、応力関連散乱特徴は、ガラス関連試料の本体内への深さ方向においてのみ実質的に変化する。
【0039】
本開示の第３５の実施形態（３５）は、実施形態（２５）から（３４）までのいずれか１つに基づいており、ここで、ガラス系試料は、０．０５ｍｍ≦ＴＨ≦２ｍｍの範囲の厚さＴＨを有する。
【0040】
本開示の第３６の実施形態（３６）は、実施形態（２５）から（３５）までのいずれか１つに基づいており、ここで、ガラス系試料は、０．２ｍｍ≦ＴＨ≦２ｍｍの範囲の厚さＴＨを有する。
【0041】
本開示の第３７の実施形態（３７）は、実施形態（２５）から（３６）までのいずれか１つに基づいており、ここで、ガラス系試料は、０．２５ｍｍ≦ＴＨ≦２ｍｍの範囲の厚さＴＨを有する。
【0042】
本開示の第３８の実施形態（３８）は、実施形態（２５）から（３７）までのいずれか１つに基づいており、ここで、ガラス系試料は、０．３ｍｍ≦ＴＨ≦２ｍｍの範囲の厚さＴＨを有する。
【0043】
本開示の第３９の実施形態（３９）は、実施形態（２５）から（３８）までのいずれか１つに基づいており、ここで、ガラス系試料は、０．３ｍｍ≦ＴＨ≦１ｍｍの範囲の厚さＴＨを有する。
【0044】
付加的な特徴および利点は、以下の詳細な説明に記載されており、一部は説明から当業者に明らかになるか、あるいは本明細書の書面による説明および特許請求の範囲ならびに添付の図面に記載されているように実施形態を実施することによって認識されるだろう。前述の一般的な説明および以下の詳細な説明はどちらも単なる例示であり、特許請求の範囲の本質および特徴を理解するための概要もしくは枠組みの提供を意図するものであることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【0045】
添付の図面は、さらなる理解を提供するために含まれ、さらに本明細書に組み込まれてその一部を構成している。これらの図面は、１つ以上の実施形態を示し、さらに詳細な説明とともに、様々な実施形態の原理および動作を説明する。したがって、本開示は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明から、より十分に理解されるであろう。
【図1A】平面シートの形態の例示的なガラス系試料の立面図である。
【図1B】応力ベースの散乱特徴および非応力ベースの散乱特徴の存在を示すガラス系試料の本体の拡大図であって、後者は、応力ベースの散乱光によって定められる「リタデーション信号」を不明瞭にする可能性がある非応力ベースの散乱光を生じさせる。
【図2A】本明細書に開示される測定方法を実施するために使用される例示的な光散乱偏光測定システム（「偏光計」）の概略図である。
【図2B】本明細書に開示される測定方法を実施するために使用される例示的な光散乱偏光測定システム（「偏光計」）の概略図である。
【図2C】本明細書に開示される測定方法を実施するために使用される例示的な光散乱偏光測定システム（「偏光計」）の概略図である。
【図3B】入力光ビームの所与の偏光状態について、イメージセンサ上に形成された線状画像の強度分布Ｉ（ｘＬ）の概略図である。
【図3C】異なる偏光状態についての強度分布Ｉ（ｘＬ）に基づく試料の本体内への距離Ｄ（ｍｍ）の関数としての光学的リタデーションＯＲ（ｎｍ）の概略図である。
【図5A】様々な試料速度での試料の２つの異なる移動方向に関するｘ方向への移動について測定された光学的リタデーションＯＲ（ｎｍ）の標準偏差σΟＲ（ｎｍ）対試料速度ＳＳ（ｍｍ／ｓ）のプロットである。
【図5B】様々な試料速度での試料の２つの異なる移動方向に関するｙ方向への移動について測定された光学的リタデーションＯＲ（ｎｍ）の標準偏差σΟＲ（ｎｍ）対試料速度ＳＳ（ｍｍ／ｓ）のプロットである。
【図7A】強化された試料の非移動基準（アニールされた）および（中心をちょうど過ぎたあたりの）部分について測定された光学的リタデーションＯＲ（ｎｍ）対Ｄ（ｍｍ）のプロットであり、ここで、異なる曲線は、３秒間にわたってイメージセンサによって捕捉されたデータの複数のフレームからの異なるリタデーション分析に対応する。
【図7B】同じ試料についての測定データがＳＳ＝０．７５ｍｍ／ｓの試料速度で試料を移動させたときに捕捉された点を除いて図７Ａと同様であり、図７Ａのものに比べて実質的に低減された測定ノイズが示されたプロットである。
【図7C】平均化された光学的リタデーションＯＲＡ（ｎｍ）対Ｄ（ｍｍ、）のプロットであり、ここで、強度プロファイルを使用した光学的リタデーションについての計算は、４～５０のフレームセットに対して行われ、光学的リタデーション結果は単一の比較的滑らかな曲線を得るために平均化されている。
【発明を実施するための形態】
【0046】
次に、本開示の様々な実施形態を詳細に参照し、その例を添付の図面に示す。同一もしくは同様の部品を参照するために、可能な限り、同一もしくは同様の参照番号および符号が図面全体で使用される。これらの図面は、必ずしも縮尺どおりではないが、当業者には、本開示の基幹となる態様の説明のために図面の簡略化された箇所は認識されるであろう。
【0047】
以下に記載の特許請求の範囲は，本明細書に組み込まれ、当該詳細な説明の一部を構成する。
【0048】
デカルト座標が参照のためにいくつかの図面に示されているが、これらは方向または配向に関する限定を意図したものではない。
【0049】
本明細書で考察されるガラス系試料の「強化された」という用語は、元の試料が、典型的には試料をより強く、したがって壊れにくくすることを意図した様々な形状を有することができるいくつかの応力プロファイルを生成するプロセスを受けたことを意味する。例示的な強化プロセスには、イオン交換、焼戻し、アニーリングなどの熱プロセスが含まれる。
【0050】
略語「ｍｓ」は、「ミリ秒」を表す。
【0051】
略語「ｎｍ」は、「ナノメートル」を表す。
【0052】
本明細書で使用される「ガラス系試料」という用語は、全体もしくは一部がガラスを材料とする任意の物体、例えばガラス材料と非ガラス材料とから成る積層体、ガラス材料と結晶材料とから成る積層体、ならびにガラス－セラミック（非晶質相および結晶相を含む）を含む。したがって、一例では、「ガラス系試料」は、全体としてガラス材料から成る可能性があり、一方、別の例では、全体としてガラス－セラミック材料から成っていてもよい。
【0053】
本明細書で考察されるガラス系試料は、偏光測定中に、散乱中心、微粒子、不均一性、結晶構造、ミー散乱または非選択性散乱、多重散乱などによる試料内の非応力ベースのメカニズムによって比較的多くの量の光散乱を生成する。そのような光散乱は、非応力ベースであるノイズを表し、応力特徴付けを不明瞭にする可能性がある。これらの特徴は、散乱光におけるリタデーション信号にノイズを発生させ、ここで、このノイズには、試料の応力ベースの特性の推論のために使用できる応力関連情報は含まれない。
【0054】
本明細書で使用される「画像」および「線状画像」という用語は、イメージセンシングデバイスであるイメージセンサにおける散乱光によって形成される光の分布（すなわち強度分布）を記述するために使用されており、光分布を定めるためのイメージングシステムを必ずしも必要としない。
【0055】
以下の説明では、偏光計は、２つ以上の偏光状態（または略して単に「偏光」）の間を周期的に繰り返すように構成されている。一例では、当技術分野で公知のように線形、楕円形、および円形の偏光を組み合わせた、周期毎に８つ以上の異なる偏光状態が存在する可能性もある。
【0056】
一例では、本明細書で考察されるガラス系試料の「特徴付け」には、ガラス系試料の１つ以上の応力ベースの特性を計算するために使用できる光学的リターダンスを決定することが含まれる。別の例では、このガラス系試料の特徴付けには、例えば、応力プロファイル、表面応力、圧縮深さ、中心張力、および複屈折プロファイルなどのガラス系試料の１つ以上の応力ベースの特性を決定することが含まれる。
【0057】
以下の例では、最小試料速度ＳＳは、ＳＳ＝Ｋ・λ／ｔＥで表され、ここで、Ｋは、波長平滑化係数と称され、λは光の波長であり、ｔＥは露光時間である。この試料速度ＳＳの式は、所与の露光時間の間に波長λで所与の移動距離を達成するための試料速度ＳＳを決定するために使用することができる。一例では、ＳＳ≧Ｋ・λ／ｔＥである。一例では、Ｋは０．４～１の範囲であってよく、一方、別の例では、Ｋは０．５～１の範囲であってもよく、また別の例では、Ｋは０．６～１の範囲であってもよい。
【0058】
ガラス系試料
図１Ａは、平坦なシートの形態のガラス系試料１０の例示的なタイプの立面図である。このガラス系試料（「試料」）１０は、本体１１、上面１２、下面１４、および側面１６を有する。試料１０は、厚さＴＨを有する。いくつかのケースでは、試料厚さは、０．０２５ｍｍ≦ＴＨ≦２ｍｍの範囲であってよく、例えば、０．０２５ｍｍ≦ＴＨ≦２ｍｍ、０．２０ｍｍ≦ＴＨ≦２ｍｍ、０．２５ｍｍ≦ＴＨ≦２ｍｍ、０．３ｍｍ≦ＴＨ≦２ｍｍ、または０．３ｍｍ≦ＴＨ≦１ｍｍなどであってもよく、さらにこれらの端点の間に形成される任意のすべてのサブ範囲であってもよい。本明細書に開示される方法を使用して測定することができるガラス系試料の厚さＴＨは、（以下で説明する）偏光計によって制限されるものではなく、むしろ、試料の作製に使用される製造技術によって制限される。
図１Ａは、平坦なシートの形態のガラス系試料１０の例示的なタイプの立面図である。このガラス系試料（「試料」）１０は、本体１１、上面１２、下面１４、および側面１６を有する。試料１０は、厚さＴＨを有する。いくつかのケースでは、試料厚さは、０．０２５ｍｍ≦ＴＨ≦２ｍｍの範囲であってよく、例えば、０．０２５ｍｍ≦ＴＨ≦２ｍｍ、０．２０ｍｍ≦ＴＨ≦２ｍｍ、０．２５ｍｍ≦ＴＨ≦２ｍｍ、０．３ｍｍ≦ＴＨ≦２ｍｍ、または０．３ｍｍ≦ＴＨ≦１ｍｍなどであってもよく、さらにこれらの端点の間に形成される任意のすべてのサブ範囲であってもよい。本明細書に開示される方法を使用して測定することができるガラス系試料の厚さＴＨは、（以下で説明する）偏光計によって制限されるものではなく、むしろ、試料の作製に使用される製造技術によって制限される。
【0059】
例示的なタイプの試料１０は、強化することができ（例えば化学的または熱的に強化される）、ガラス、セラミックス、またはガラスセラミックのいずれかを含むことができる。例示的なタイプの試料１０は、ディスプレイ用の保護カバーおよび／またはスマートフォン、タブレット、ラップトップコンピュータ、ＧＰＳデバイスなどのモバイルデバイス用のハウジングを含む。そのような試料は、図１Ａに示されるように、薄くて平坦な傾向がある。
【0060】
図１Ｂは、試料１０の一部の拡大図であり、さらに試料の本体１１の拡大挿入図も示している。本体部１１は、光学的リタデーションに影響を与えながら入力光ビームを散乱させる応力関連（ＳＲ）散乱特徴１８を含む。本体１１は、以下でより詳細に記載されるように、本体１１内の応力以外の、光学的リタデーションに影響を与える手段によって入力光ビームを散乱させる非応力関連（ＮＳＲ）散乱特徴２０も含んでいる。このＮＳＲ散乱特徴２０には、散乱中心、粒子（例えば微粒子、ナノ粒子など）、非応力関連の不均一性、結晶構造などの１つ以上が含まれ得る。ＮＳＲ散乱特徴２０は、ＳＲ散乱特徴１８の空間的規則性を有さないので、ＮＳＲ散乱特徴からの光散乱の程度は、ガラス系試料の本体１１内の場所毎に異なることが想定される。一例では、ＳＲ散乱特徴１８は、実質的に本体１１内への深さ（Ｄ）方向においてのみ変化するプロファイルを有し、横方向ではほぼ一定のプロファイルを有していることが想定される。したがって、ＳＲ散乱特徴１８からの光散乱は、深さＤに伴って変化するが、横方向では変化せず、一方、ＮＳＲ散乱特徴２０からの光散乱は、横方向ならびに深さ方向でも変化する。一例では、ＮＳＲ散乱特徴２０からの光散乱の変動は、ランダムまたは準ランダムであるか、または特定の測定において固定パターンを有し得る。
【0061】
試料１０内に存在する所与のタイプまたは複数のタイプのＮＳＲ散乱特徴２０の特性は、結果として生じる散乱光が、応力プロフィル、中心張力（ＣＴ）、圧縮深さ（ＤＯＣ）、表面応力、複屈折など、試料の応力関連特性を決定するために使用できる光学的リタデーション情報を含まないことである。
【0062】
したがって、所与の試料１０内のＮＳＲ散乱特徴２０からの散乱光は、「ノイズ」を成すのに対して、試料のＳＲ散乱特徴１８からの散乱光は、本明細書では「リタデーション信号」とも称される信号を形成し、この信号は、試料の１つ以上の応力関連特性を決定するために使用される。
【0063】
光散乱偏光測定システム
図２Ａおよび図２Ｂは、例示的な光散乱偏光測定システム（「偏光計」）１００の概略図である。この偏光計１００は、ｘ－ｚ平面に存在するレーザー光ビーム１１２を放出するレーザー光源１１０を含む。この光ビーム１１２は、測定波長と称される波長λを有している。光ビーム１１２は、入力光ビームとも称され得る。光ビーム１１２は、ｘ－ｚ平面に存在するものとして示されている。
図２Ａおよび図２Ｂは、例示的な光散乱偏光測定システム（「偏光計」）１００の概略図である。この偏光計１００は、ｘ－ｚ平面に存在するレーザー光ビーム１１２を放出するレーザー光源１１０を含む。この光ビーム１１２は、測定波長と称される波長λを有している。光ビーム１１２は、入力光ビームとも称され得る。光ビーム１１２は、ｘ－ｚ平面に存在するものとして示されている。
【0064】
偏光計１００は、光ビーム１１２を試料１０内に効率よく結合するために使用されるプリズム１２０を含む。このプリズム１２０は、入射面１２２、下面１２４、および出射面１２６を含む。一例では、入力光ビーム１１２は、反射を最小限に抑えるために実質的に垂直な入射で入射面１２２に入射し、反射および屈折からの入力偏光に対する変化を低減する。下面１２４は、試料１０の本体１１内への入力光ビーム１１２の光結合を最適化するために、屈折率整合流体５０を使用して試料１０の上面１２との界面を調整することができる。
【0065】
偏光計１００は、入力端部１４２を有するイメージセンシングデバイス１４０も含む。一例では、このイメージセンシングデバイス１４０は、デジタルカメラを含む。イメージセンシングデバイス１４０は、一例では１．８μｍ～１０μｍの寸法を有し得る画像化画素１４６のアレイを有する画像センサ１４４を含むことができる。イメージセンシングデバイス１４０は、プリズム１２０の出射面１２６に隣接して配置されている。
【0066】
偏光計１００は、レーザー光源１１０とプリズム１２０との間の光ビーム１１２のパス内に配置されて示される光学的補償器１５０も含む。この光学的補償器１５０は、２つ以上の異なる偏光状態の間で光ビーム１１２の偏光を連続的に変化させるように構成されている。一例では、光学的補償器１５０は、光学的補償器の動作を制御するコントローラ１６０に動作可能に接続されている。一例では、光学的補償器１５０は、単一の液晶デバイスを含むことができる。別の例では、光学的補償器１５０は、偏光器、波板、フィルタ、プリズム（例えばウェッジプリズム）などの複数の要素を含むことができる。（図示されていない）補償器要素は、すべて入力光ビーム１１２内に配置される必要はない。一例では、光学的補償器１５０は、光ビーム１１２に、１秒未満～１０秒までの任意の時点で完全な偏光周期を通過させる（すなわち、２つ以上の選択された偏光の間で変化する）。
【0067】
コントローラ１６０も、イメージセンシングデバイス１４０に動作可能に接続されている。
【0068】
引き続き図２Ａおよび図２Ｂを参照すれば、一例では、偏光計１００は、１つ以上の移動デバイス２００を含み、すなわち、一例では、レーザー光源１１０を移動するように構成された第１の（「レーザー」）移動デバイス２００Ｌ、試料１０を移動するように構成された第２の（「試料」）移動デバイス２００Ｓ、およびイメージセンシングデバイス１４０を移動するように構成された第３の（「カメラ」）移動デバイス２００Ｃを含む。一例では、移動デバイス２００は、例えば精密ステージなどの可動ステージを各々が含むことも可能である。移動デバイス２００の他の例は、以下で論じる。以下の論考では、当該論考および説明を容易にするために、第２の移動デバイスもしくは「試料」移動デバイス２００Ｓのみを有する例示的な偏光計１００を考察する。各移動デバイス２００は、コントローラ１６０に動作可能に接続され、コントローラ１６０によって制御され得る。一例では、コントローラ１６０は、偏光計１００の動作を制御し、試料１０の少なくとも１つの応力関連特性を決定するための計算を実行するために、非一時的コンピュータ可読媒体に取り込まれた命令によって構成されている。コントローラ１６０は、例えば、マイクロコントローラ、コンピュータ、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）などを含むことができる。
【0069】
図２Ｃは、測定面３０２を有するハウジング３００を含む例示的な偏光計１００を示す部分的な断面図である。測定面３０２は、図４Ａおよび図４Ｂに示しかつ以下で論じるように、試料１０のための支持面としても使うことができる。ハウジング３００は、内部空間３０４を有し、この内部空間内に偏光計の上記の構成要素の一部または全部が存在する。一例では、このハウジング３００は、比較的小型の、例えば典型的なハンドヘルドデバイスのサイズであってよい。そのようなハウジングを有する例示的な携帯型偏光計（偏光器）には、エストニア国タリン在のＧｌａｓｓＳｔｒｅｓｓ社から入手可能なＳＣＡＬＰ偏光器（例えば、ＳＣＡＬＰ－０４またはＳＣＡＬＰ－０５）がある。一例では、携帯型ＳＣＡＬＰ偏光器は、偏光計１００を形成して、本明細書に開示される方法を実施するように変更することができる。偏光計に対する大型の機械構成の例には、日本国東京在の折原製作所のＳＬＰシリーズの機器がある。
【0070】
次に、図２Ａ～図２Ｃを参照すれば、システム１００の動作中、光ビーム１１２は、プリズム１２０の入射面１２２に入射し、プリズムの下面１２４に進み、次いで屈折率整合流体５０を通って、試料の本体１１内に入るために試料の上面１２に進む。上記のように、入力光ビーム１１２は、光学的補償器１５０によって定められる任意の所与の時点で選択された偏光を有している。（偏光された）入力光ビーム１１２は、散乱光ビーム１１２Ｓを形成するために試料１０の本体１１によって散乱される。この散乱光ビーム１１２Ｓは、試料１０の上面１２から出射し、屈折率整合流体５０とプリズム１２０の下面１２４を通過して戻り、次いでプリズムの出射面１２６から出射する。散乱光ビーム１１２Ｓは、イメージセンシングデバイス１４０に進み、イメージセンサ１４４によって捕捉される。散乱光ビーム１１２Ｓは、図２Ｃで最良に見られ、図３Ａの拡大図にも示されるようにイメージセンサ１４４上で画像ＬＩを形成する。
【0071】
図３Ａに示すように、画像ＬＩは、長さ座標ｘＬを有する直線の形態である。この線状画像は、当該線状画像と一致するイメージセンサ画素１４６によって測定された強度分布Ｉ（ｘＬ）を有している。図３Ｂは、入力光ビーム１１２の所与の偏光状態に対してイメージセンサ１４４上に形成された線状画像ＩＬの強度分布Ｉ（ｘＬ）の概略図である。イメージセンサ１４４は、強度分布Ｉ（ｘＬ）を電子的（デジタル）センサ信号ＳＤに変換し、この信号がコントローラ１６０に送信される。ＬＩは、偏光計１００を使用して形成される典型的なタイプの画像形状であるので、以下の説明では、このＬＩを線状画像と称する。
【0072】
一例では、偏光計１００を使用する試料１０の所与の測定は、１秒～１０秒の測定時間ｔＭの間、入力光ビーム１１２で試料を照射することを含み得る。この測定時間ｔＭの間、光ビーム１１２の偏光状態は、異なる偏光状態の間で変化し、好ましくは、偏光状態によって１つ以上の周期が発生する。その間、偏光状態毎に、イメージセンサ１４４は、露光時間ｔＥの間に線状画像ＬＩの電子画像を捕捉する。従来の偏光計は、典型的には、イメージセンサのフレームレートＦＲとほぼ同じ露光時間ｔＥ、例えば、５０ミリ秒の露光時間ｔＥ（これは２０フレーム／秒のフレームレートＦＲに対応する）を使用する。
【0073】
電子的に捕捉された線状画像ＬＩは、入力光ビーム１１２の偏光状態およびビームパスに沿って受ける光学的リタデーションに依存して、その強度分布Ｉ（ｘＬ）が異なる。この相違は、異なる偏光状態間の試料１０内への深さＤの関数としての散乱光ビーム１１２Ｓの長さに沿った破壊的干渉および建設的干渉の違いによるものである。図３Ｂは、入力光ビーム１１２の所与の偏光状態について捕捉された強度分布Ｉ（ｘＬ）のほんの一例を概略的に示している。異なる偏光状態に対する複数の強度分布Ｉ（ｘＬ）間の差分は、当技術分野で周知の関係を使用して、試料本体１１内への深さＤの関数として光学的リターダンスＯＲを計算するためにコントローラ１６０によって使用される。同様に、複数の光学的リターダンス曲線ＯＲ対深さＤも、強度分布Ｉ（ｘＬ）の差分を使用して計算される。例えば、２０フレーム／秒のイメージセンサのフレームレートＦＲを用いた３秒の測定時間ｔＭの場合、Ｉ（ｘＬ）対Ｄの全部で６０個のプロットをＯＲ対Ｄの計算のために生成することができ、試料１０の１つ以上の応力関連特性の計算のために使用することができる。
【0074】
強度分布Ｉ（ｘＬ）は、試料１０内に応力が存在する場合には、入力光ビーム１１２の偏光状態間で必然的に異なるが、測定された強度分布から計算される異なるＯＲ対Ｄ曲線は、理想的には、応力プロファイルが（理想的には）一定である試料の所与の測定位置にある所与の試料については同じになるはずである。
【0075】
しかしながら、上記のように、および図２Ａの拡大挿入図に示されるように、散乱光ビーム１１２Ｓは、２つの成分、すなわち、試料本体１１内のＮＳＲ散乱特徴２０から形成されるノイズ成分（「ノイズ」）１１２Ｎと、試料本体によるＳＲ散乱特徴１８から形成された所望の測定成分（「リタデーション信号」）１１２Ｍと、を含む。
【0076】
したがって、線状画像ＬＩの測定強度分布Ｉ（ｘＬ）は、ノイズ１１２Ｎとリタデーション信号１１２Ｍの両方を含むので、強度分布Ｉ（ｘＬ）における強度の変動は、すべて応力単独によるものではない。したがって、異なる偏光状態について対応する強度分布Ｉ（ＸＬ）から得られる光学的リタデーション対深さＤの異なるプロットには、試料の１つ以上の応力特性の不正確な決定につながる可能性のある、比較的強い非応力関連の変動がある。
【0077】
図３Ｃは、異なる入力偏光状態について測定された強度分布Ｉ（ｘＬ）から決定された、光学的リタデーションＯＲ（ｎｍ）対試料１０の本体１１内への距離Ｄ（ｍｍ）の概略図である。ここでは、少なくとも２つの異なる偏光が必要であり、より良好な測定を得るために好ましくは、より多くの偏光が使用される。図３Ｃの例示的／概略的なＯＲ対Ｄプロットは、応力がないために図３ＣのＯＲデータに勾配を有さない、約０．５ｍｍの深さの基準領域ＲＲを含んだ試料１０を表す。この基準領域ＲＲは、一例では、（以下で導入され、論じられる）図４Ｅに示されるように、基準試料（すなわち、例えば以前に特徴付けられたものなど既知の特性を有する試料）と接触する実際の試料（すなわち、測定すべきおよび特徴付けられる試料）によって形成され得る。一例では、基準試料は、実際の試料と同じであるが、例えば応力を熱アニールで除去することによって、内部応力は有さない。図３Ｃのプロットは、測定される試料１０が、Ｄ＝約０．５ｍｍ～約０．７５ｍｍの圧縮領域ＣＲも含み、次いで、Ｄ＝約０．７５ｍｍ～１．３５ｍｍの中心張力領域ＣＴＲ、および約１．３５ｍｍ～１．６ｍｍの別の圧縮領域も含む。不都合なことに、例示的なＯＲ対Ｄプロットにおける変動（「ノイズ」）は、試料の応力特性の正確な値の取得を妨げる。
【0078】
ノイズ１１２Ｎを含む散乱光１１２Ｓに起因する測定ノイズの問題に対処するために、本明細書に開示されるシステムおよび方法の態様は、以下のステップ、すなわち、ａ）試料１０の測定を行うときに、試料１０を、光源１１０およびイメージセンシングデバイス１４０の一方に対して移動させ、これによって、ガラス試料の本体１１の２つの異なる部分について得られる強度分布Ｉ（ｘＬ）が実質的に異なる（すなわち、ガラス試料の移動に起因して時間とともに変化する）ステップと、ｂ）入力光ビーム１１２の所与の偏光についての線状画像ＬＩの２つ以上の実質的に異なる強度分布Ｉ（ｘＬ）を平均化するステップと、を含む。一例では、平均化は、以下でより詳細に説明するように、露光時間にわたってイメージセンサ１４４の画素１４６を積分することによって実行するか、または別個に検出された線状画像を平均化することによって実行することができる。
【0079】
図４Ａは、図２Ｃに示されているものと同様の例示的な偏光計１００の側面図である。試料１０は、固定支持基台部３５０に取り付けられたハウジング３００の上面３０２に支持されている。この固定支持基台部３５０は上面３５２を有している。また、支持基台部３５０によって支持されることも、試料移動デバイス２００Ｓの一例である。例示的な試料移動デバイス２００Ｓは、ステージマウント２１２を有する可動ステージ２１０と、支持基台部３５０に固定されたステージマウントに対して移動する可動支持部材２１４と、を含む。可動ステージ２１０は、ステージマウント２１２上で可動支持部材２１４を駆動する駆動モータ２１６を含む。可動ステージ２１０は、可動支持部材２１４に取り付けられ、試料を直接的にまたは間接的に動作可能に係合するように構成された係合固定具２２０を含む。一例では、この係合固定具２２０は、試料１０の側面１６に接触または係合する接触または係合位置２２２を含むことができる。
【0080】
可動支持部材２１４がｘ方向に移動すると、係合固定具２２０もｘ方向に移動し、試料１０をＸ方向にかつ偏光計１００のハウジング３００の測定面上に押し出す。偏光計１００による試料１０の測定は、試料１０が光源１１０からの入射光ビーム１１２に対して移動するときに実行される。図４Ａおよび図４Ｂに示されている例では、光ビーム１１２は、第１の平面（例えば図示のようにｘ－ｚ平面）に存在し、試料１０の移動は第２の平面（すなわち、図示のようにｘ－ｙ平面）にある。一般に、レーザービーム１１２が異なる時点で試料の異なる部分に入射する限り任意の移動を利用することができる。
【0081】
図４Ｂは、図４Ａと同様であり、試料がｙ方向に移動し、係合固定具２２０が接触または係合位置２２２に凹部２２４を含み、凹部が試料１０の側面部分１６Ｐを損傷することなく把持する弾性材料２２６を含んでいる構成を示す。これにより、試料移動装置２００Ｓの移動に対応するやり方で試料１０を移動させることができる。一例では、両方向の矢印ＡＲによって示されているように、移動は前後に行われる。別の例では、移動は、並進、回転、またはそれらの組み合わせ（例えば、発振器、デュアルアクションなど）であってよい。
【0082】
図４Ｃは、図４Ａと同様であり、試料１０が支持フレーム２３０によって支持されている例を示した拡大図である。図４Ｄは、例示的な支持フレーム２３０の立面図である。この支持フレーム２３０は、上面２３２、近位端部２３６、および内部レッジ２４２を備えた中央開口部２４０を有する。内部レッジ２４２は、支持フレーム２３０内で試料１０を支持するために使用される。固定部材２４４は、中央開口部２４０内の所定の位置に試料１０を保持するための支持フレーム２３０の上面２３２の部分の上に配置することができる。支持フレーム２３０内に試料１０を保持するための他の固定手段および構成も使用することができる。一例では、支持フレーム２３０は、成形プラスチックなどの軽量で剛性のある材料で作製することができる。
【0083】
支持フレーム２３０は、１つ以上の固定ネジなどの１つ以上の固定部材２５０を使用して、係合固定具２２０の凹部２２４内の所定の位置に保持することができる。図４Ｂの実施形態のように、一例では、試料１０および支持フレーム２３０の移動は、両方向の矢印ＡＲによって示されるように前後に行われる。別の例では、移動は、並進、回転、またはそれらの組み合わせ（例えば、発振器、デュアルアクションなど）であり得る。
【0084】
図４Ｅは、図４Ｃと同様であり、基準試料１０Ｒが支持フレーム２３０内に支持されている例を示している。この基準試料１０Ｒは、本体１１Ｒ、上面１２Ｒ、および下面１４Ｒを有する。測定すべき試料１０は、基準試料１０Ｒの上に、すなわち、下面１４Ｒと接触して存在する。基準試料１０Ｒは、既知の（例えば、以前に測定された）特性を有する。一例では、基準試料１０Ｒは、測定すべき試料１０と同じであるが、本体１１Ｒ内の実質的にすべての応力を除去するために熱アニールされている。これにより、試料１０内に存在する場合がある何らかの非応力ベースの散乱特徴１８からの光散乱を特徴付けることが可能になる。
【0085】
図５Ａおよび図５Ｂは、試料１０の２つの異なる運動方向、すなわち、イメージセンシングデバイス１４０に対して直角であるｘ方向（図５Ａ）、および入射光ビーム１１２に対して直角であるｙ方向（図５Ｂ）について偏光計１００により測定された光学的リタデーションＯＲ（ｎｍ）対試料速度ＳＳ（ｍｍ／ｓ）の標準偏差σＯＲ（ｎｍ）のプロットである。光学的リタデーションＯＲ（ｎｍ）の複数回（８回）の測定は、それぞれ異なる速度ＳＳ、すなわち、ＳＳ＝０ｍｍ／ｓ（つまり、基準のため動きなし）、０．０５ｍｍ／ｓ、０．２ｍｍ／ｓ、０．７５ｍｍ／ｓ、１．００ｍｍ／ｓ、および１．５０ｍｍ／ｓで行われ、次いで、各速度ＳＳについてのＯＲ測定値の標準偏差σＯＲが計算された。このことは、以下でより詳細に説明するように、使用される異なる偏光状態毎に、所与の測定時間ｔＭにわたってＯＲ対Ｄの多くの測定を行うことができるため可能となる。ここでの試料測定にも、応力がないためＯＲデータに勾配を有さない、深さ約０．５ｍｍの領域が含まれる。図５Ａおよび図５Ｂのプロットは、約０．７５ｍｍ／ｓ以上の試料速度ＳＳが、光学的リタデーションＯＲの測定ノイズを実質的に低減する結果となることを示している。
【0086】
動きのないデータＳＳ＝０ｍｍ／ｓについてのσＯＲ（ｎｍ）対ＳＳ（ｍｍ／ｓ）の両方のプロットについては、動きのない試料１０からのノイズが実質的に一定であるため、ＯＲ標準偏差σＯＲも実質的に一定である点に注意すべきである。再び図３Ｃを参照すれば、ＳＳ＝０ｍｍ／ｓの場合の光学的リタデーションＯＲ（ｎｍ）対試料内への深さＤ（ｍｍ）の概略的プロットは、比較的大きなピークツーピークノイズ（例えば、ピークツーピーク変動またはピークツーピーク比）を有しており、これにより、測定毎の位置および振幅が実質的に一定であることが見出された（説明を容易にするために、１つの測定プロットのみが図３Ｃに示されている）。
【0087】
図６Ａは、図３Ｂと同様であり、約０．５ｍｍ／ｓ以上の速度で試料１０を移動するときの線状画像ＩＬの強度分布Ｉ（ｘＬ）への影響を概略的に示し、これは、実験配置において約０．４以上の波長平滑化係数Ｋを表す。図６Ｂは、図３Ｃと同様であり、約０．５ｍｍ／ｓ以上の速度で試料１０を移動し、強度分布の平均化を行うときの光学的リターダンスＯＲの測定への影響を概略的に示している。強度分布Ｉ（ｘＬ）のピークツーピーク変動の低減は、光学的リターダンスＯＲのノイズのピークツーピーク変動の対応する低減をもたらし、これにより、測定された光学的リターダンスによって決定される試料の応力関連特性のより正確な測定がもたらされる結果となる。
【0088】
測定の考慮事項
少なくとも１つの応力関連特性を特徴付けるために試料１０を測定するときに、偏光計１００における測定ノイズを許容可能なレベルに低減するために必要とされる正確な試料速度ＳＳおよび露光時間ｔＥは、いくつかの要因に依存する。これらの要因には、イメージセンシングデバイス１４０の特性（例えば、ゲイン、画像キャプチャレート（フレーム／秒）、画素サイズ、内部画素平均化技術など）、ならびにＮＳＲ散乱特徴２０の性質、入力光ビーム１１２の強度、使用される偏光状態の数などが含まれる。他の要因には、レーザー光源１１０からの光ビーム１１２の測定波長λおよび散乱光ビーム１１２Ｓの強度が含まれる。例示的な測定波長λには、６４０ｎｍ、５１８ｎｍ、および４０５ｎｍを含めることができる。例示的な露光時間は、０．０５ミリ秒～１００ミリ秒の範囲であり得る。例示的なフレームレートＦＲは、１０フレーム／秒～２００フレーム／秒の範囲であり得る。光学的リタデーションの例示的な計算では、０．１秒～１０秒の測定時間ｔＭにわたって２フレーム～２００フレームを利用することができる。
少なくとも１つの応力関連特性を特徴付けるために試料１０を測定するときに、偏光計１００における測定ノイズを許容可能なレベルに低減するために必要とされる正確な試料速度ＳＳおよび露光時間ｔＥは、いくつかの要因に依存する。これらの要因には、イメージセンシングデバイス１４０の特性（例えば、ゲイン、画像キャプチャレート（フレーム／秒）、画素サイズ、内部画素平均化技術など）、ならびにＮＳＲ散乱特徴２０の性質、入力光ビーム１１２の強度、使用される偏光状態の数などが含まれる。他の要因には、レーザー光源１１０からの光ビーム１１２の測定波長λおよび散乱光ビーム１１２Ｓの強度が含まれる。例示的な測定波長λには、６４０ｎｍ、５１８ｎｍ、および４０５ｎｍを含めることができる。例示的な露光時間は、０．０５ミリ秒～１００ミリ秒の範囲であり得る。例示的なフレームレートＦＲは、１０フレーム／秒～２００フレーム／秒の範囲であり得る。光学的リタデーションの例示的な計算では、０．１秒～１０秒の測定時間ｔＭにわたって２フレーム～２００フレームを利用することができる。
【0089】
イメージセンサ１４４によって捕捉された線状画像ＬＩは、イメージセンサの入力端部１４２の構成に基づいて、試料の本体１１を通る光ビーム１１２のパス長と同じ長さＬを有する。光の入射角（試料内で測定され、水平方向に対するもの、図２Ｃ参照）がθで、Ｌ＝ＴＨ／ｓｉｎθならば、θ＝３０度の場合には、Ｌ＝２・ＴＨとなる。ＴＨ＝１ｍｍ、および画素１４６が２μｍ～１０μｍの寸法を有するならば、一例では、線状画像ＬＩは、その長さＬ＝２ｍｍに沿って約２００画素～１０００画素がサンプリングされる。
【0090】
強度分布の平均化
基板の相対移動がない場合（ＳＳ＝０ｍｍ／ｓ）、所与の偏光状態について捕捉された線状画像ＩＬは、実質的に一定である（つまり、時間変化しない）が、光学的リタデーションをもたらす実質的な山から谷への変動を有する強度分布Ｉ（ｘＬ）を有することが見出された。また、ＯＲ対Ｄにも大きな山から谷への変動があり、異なるＯＲ対Ｄ曲線間の比較的大きな標準偏差σＯＲも伴っている。
基板の相対移動がない場合（ＳＳ＝０ｍｍ／ｓ）、所与の偏光状態について捕捉された線状画像ＩＬは、実質的に一定である（つまり、時間変化しない）が、光学的リタデーションをもたらす実質的な山から谷への変動を有する強度分布Ｉ（ｘＬ）を有することが見出された。また、ＯＲ対Ｄにも大きな山から谷への変動があり、異なるＯＲ対Ｄ曲線間の比較的大きな標準偏差σＯＲも伴っている。
【0091】
上記のように、本明細書に開示されるシステムおよび方法の態様は、２つ以上の線状画像ＬＩからの現在の時間変化する強度分布Ｉ（ｘＬ）を平均化しながら、光源１１０およびイメージセンシングデバイス１４０の少なくとも一方に対して試料１０を移動させるステップを含む。この平均化は、ガラス試料の本体１１の異なる部分に関連する所与の測定偏光について、イメージセンサ１４４の露光時間内に積分することによって達成することができる。この平均化は、実質的なセンサベースの平均化を受けていない、別個に捕捉された（すなわち、離散的な）線状画像ＬＩの強度分布Ｉ（ｘＬ）を直接的に平均化することによって達成することもできる。
【0092】
強度分布Ｉ（ｘＬ）を平均化することは、測定偏光を同じに保ちながら、露光間の移動量が時間の関数として強度分布Ｉ（ｘＬ）を大幅に変更するのに十分となる場合に最良に機能する。いかなる特定の理論にも拘束されることを望むものではないが、経験と、高散乱試料１０上での実験とから、非応力ベースの散乱特徴２０は、試料１０の本体１１の全体にわたって均一に分布しておらず、これによってそのような特徴の分布が測定場所の関数として異なっていると考えられている。さらに、光源１１０からの光ビーム１１２の波長λのオーダーの移動距離は、所与の偏光に対する線状画像ＩＬの強度分布Ｉ（ｘＬ）の実質的な変化を引き起こし得ることが観察された。
【0093】
試料速度ＳＳが１ｍｍ／ｓ、露光時間ｔＥが１ｍｓの場合、試料１０は、距離ＤＳ＝（ＳＳ）（ｔ）＝（１ｍｍ／ｓ）（１×１０－３ｓ）＝１μｍを移動する。これは、平均化された線状画像強度分布ＩＡ（ｘＬ）を定めるために、１μｍの運動距離にわたる各画素１４６における光子積分によって、線状画像強度分布Ｉ（ｘＬ）の変動を効果的に平均化する。この強度分布Ｉ（ｘＬ）の変動は、最初に一連の離散線状画像を捕捉し、次いで、これらの離散画像を平均線状画像強度分布ＩＡ（ｘＬ）の計算のために使用することによって平均化することも可能である。
【0094】
測定時間ｔＭが３秒の場合、総移動距離ＤＴ＝（１ｍｍ／ｓ）（３ｓ）＝３ｍｍであり、２０フレーム／秒でイメージングデバイス１４０によって捕捉される露光の総数は６０であり、これは、イメージセンシングデバイス１４０によって捕捉された線状画像ＩＬの総数である。フレーム間の動きは、（１ｍｍ／ｓ）（１／２０フレーム／秒）＝５０μｍである。これにより、各フレームは、試料１０の異なる位置に関連付けられる。
【0095】
光学的補償器１５０を、選択された偏光状態によって３秒の１周期が発生し、この１周期内で６０の異なる偏光状態が生じるように動作させるならば、異なる偏光状態のセットは、当技術分野で周知の関係を使用して、試料本体１１内への深さＤの関数として光学的リターダンスを計算するために使用される。一例では、このプロセスは８回繰り返され、各々は、異なる偏光状態の別の３秒を伴う。各々が３秒である８回の繰り返しの間、動作が継続する場合、これらの測定の間に移動する距離は（１ｍｍ／ｓ）（測定毎に３秒）＝３ｍｍである。
【0096】
図７Ａには、ＳＳ＝０ｍｍ／ｓの例示的な試料１０から測定された８つの偏光状態についての例示的なＯＲ対Ｄプロット区分を示す。一方、図７Ｂには、ＳＳ＝０．７５ｍｍ／ｓの同じ試料で捕捉されたデータについての同じプロットを示す。図７Ｂで注目すべきは、試料１０の動きによる測定ノイズの実質的な減少である。これらの目下ランダムに分布している低レベルのノイズは、図７Ｃに示すような比較的滑らかで単一のＯＲ対Ｄ曲線の生成のために、平均化と組み合わせることができる。
【0097】
線状画像強度分布Ｉ（ｘＬ）の形態の初期データは、露光時間ｔＥの増分で収集されるため、露光時間中に移動した距離ＤＳは、ＯＲ対Ｄの計算におけるノイズの低減、および最終的にはＯＲ対Ｄデータからの少なくとも１つの応力関連特性の改善された決定をもたらす。これは、偏光状態を介した周期が、光ビーム１１２の１波長λの光位相距離に等しく、様々な偏光状態が単一波長λのそれぞれの部分を表すことに注目することによって理解することができる。例えば、水平偏光と垂直偏光とは、波長λの位相距離の半分、または同等に１８０度の位相角φだけ異なる。ここで、φ＝２π（ＤＳ）／λである。５００ｎｍの波長λの場合、１μｍの距離ＤＳは、波長λの２倍であり、したがって、偏光状態を繰り返すために必要な２πの全位相の２倍を表す。一例では、測定が行われる試料１０の異なる位置（部分）は、測定波長の少なくとも２分の１の距離だけ離間されて配置されている。
【0098】
一例では、試料１０は、測定が行われる（すなわち、散乱光１１２が捕捉される）試料の異なる部分が、光ビーム１１２の波長λの少なくとも半分だけ離間するように移動させられ、さらに一例では、少なくとも０．６波長λまたは少なくとも１波長λである。
【0099】
各露光が複数の線状画像強度分布Ｉ（ｘＬ）に対応する、比較的多くのフレーム毎の露光数ＮＥを平均化することによって、例えばＮＥ≧１０など、フレーム毎の試料１０の移動した総距離ＤＦは、光ビーム１１２の波長λと比較して非常に長くなり得る。例として、試料速度ＳＳが１ｍｍ／ｓ、フレーム毎の露光数ＮＥ＝１０、２ミリ秒の露光時間ｔＥの場合、フレーム毎の移動した距離ＤＦ＝（ＳＳ）・（ＮＥ）・（ｔＥ）＝（１ｍｍ／ｓ）・（１０）・（．００２ｓ）＝０．０２ｍｍまたは２０μｍとなる。これはまた、典型的な試料サイズと比較して比較的短い距離であり、実用的な目的では、多くの場合、少なくとも５ｍｍの長さであり、通常は１０ｍｍを超える長さである。
【0100】
本明細書に記載の本開示の好ましい実施形態に対する様々な修正を、添付の特許請求の範囲に定義される本開示の精神または範囲から逸脱することなく行うことができることは当業者には明らかであろう。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲およびその等価物の範囲内にあるという条件で、修正および変形をカバーする。
【0101】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【0102】
実施形態１
ガラス系試料の光学的リターダンスを特徴付けるために光散乱偏光測定を使用する方法であって、該方法は、
ａ．光源からの光ビームを、偏光状態毎の散乱光の生成のために、少なくとも第１の偏光状態と第２の偏光状態との間で光ビームの偏光を変化させながらガラス系試料に配向するステップと、
ｂ．少なくとも第１の偏光状態および第２の偏光状態毎に、散乱光を、露光時間ｔＥを有しかつフレームレートＦＲでフレームを捕捉するイメージセンサを用いて捕捉するステップであって、ここで、散乱光は、イメージセンサにおいて強度分布を有するステップと、
ｃ．試料を、光ビームおよびイメージセンサの少なくとも一方に対して試料速度ＳＳで移動させるステップであって、これにより、少なくとも第１の偏光状態および第２の偏光状態毎に、イメージセンサが、平均化された強度分布を形成するために、フレーム毎の強度分布の２つ以上を平均化するステップと、
ｄ．少なくとも第１の偏光状態および第２の偏光状態毎の平均化された強度分布を、光学的リターダンスを特徴付けるために使用するステップと、を含む方法。
ガラス系試料の光学的リターダンスを特徴付けるために光散乱偏光測定を使用する方法であって、該方法は、
ａ．光源からの光ビームを、偏光状態毎の散乱光の生成のために、少なくとも第１の偏光状態と第２の偏光状態との間で光ビームの偏光を変化させながらガラス系試料に配向するステップと、
ｂ．少なくとも第１の偏光状態および第２の偏光状態毎に、散乱光を、露光時間ｔＥを有しかつフレームレートＦＲでフレームを捕捉するイメージセンサを用いて捕捉するステップであって、ここで、散乱光は、イメージセンサにおいて強度分布を有するステップと、
ｃ．試料を、光ビームおよびイメージセンサの少なくとも一方に対して試料速度ＳＳで移動させるステップであって、これにより、少なくとも第１の偏光状態および第２の偏光状態毎に、イメージセンサが、平均化された強度分布を形成するために、フレーム毎の強度分布の２つ以上を平均化するステップと、
ｄ．少なくとも第１の偏光状態および第２の偏光状態毎の平均化された強度分布を、光学的リターダンスを特徴付けるために使用するステップと、を含む方法。
【0103】
実施形態２
前記方法は、ステップｄ）の特徴付けられた光学的リターダンスを、ガラス系試料の少なくとも１つの応力関連特性を決定するために使用するステップをさらに含む、実施形態１記載の方法。
前記方法は、ステップｄ）の特徴付けられた光学的リターダンスを、ガラス系試料の少なくとも１つの応力関連特性を決定するために使用するステップをさらに含む、実施形態１記載の方法。
【0104】
実施形態３
少なくとも１つの応力関連特性は、応力プロファイル、表面応力、圧縮深さ、中心張力、および複屈折プロファイルを含む応力関連特性のグループから選択される、実施形態２記載の方法。
少なくとも１つの応力関連特性は、応力プロファイル、表面応力、圧縮深さ、中心張力、および複屈折プロファイルを含む応力関連特性のグループから選択される、実施形態２記載の方法。
【0105】
実施形態４
ガラス系試料は、全体としてガラス材料またはガラスセラミック材料のいずれかから成る、実施形態１から３までのいずれか１つ記載の方法。
ガラス系試料は、全体としてガラス材料またはガラスセラミック材料のいずれかから成る、実施形態１から３までのいずれか１つ記載の方法。
【0106】
実施形態５
ガラス系試料を、光ビームおよびイメージセンサの少なくとも一方に対して試料速度ＳＳで移動させるステップｃ）は、ガラス系試料を、光ビームおよびイメージセンサを静止状態に維持しながら移動させるステップを含む、実施形態１から４までのいずれか１つ記載の方法。
ガラス系試料を、光ビームおよびイメージセンサの少なくとも一方に対して試料速度ＳＳで移動させるステップｃ）は、ガラス系試料を、光ビームおよびイメージセンサを静止状態に維持しながら移動させるステップを含む、実施形態１から４までのいずれか１つ記載の方法。
【0107】
実施形態６
ステップｃ）は、ガラス系試料を、少なくとも０．４ｍｍ／秒の試料速度ＳＳで移動させるステップを含む、実施形態１から５までのいずれか１つ記載の方法。
ステップｃ）は、ガラス系試料を、少なくとも０．４ｍｍ／秒の試料速度ＳＳで移動させるステップを含む、実施形態１から５までのいずれか１つ記載の方法。
【0108】
実施形態７
ステップｃ）は、ガラス系試料を、試料速度ＳＳ≧Ｋ・λ／ｔＥで移動させるステップを含み、ここで、λは、光ビームの波長であり、Ｋは０．４～１の範囲である、実施形態１から６までのいずれか１つ記載の方法。
ステップｃ）は、ガラス系試料を、試料速度ＳＳ≧Ｋ・λ／ｔＥで移動させるステップを含み、ここで、λは、光ビームの波長であり、Ｋは０．４～１の範囲である、実施形態１から６までのいずれか１つ記載の方法。
【0109】
実施形態８
光ビームは、入射平面内に存在し、ガラス系試料を、入射平面に対して垂直な方向に移動させるステップをさらに含む、実施形態１から７までのいずれか１つ記載の方法。
光ビームは、入射平面内に存在し、ガラス系試料を、入射平面に対して垂直な方向に移動させるステップをさらに含む、実施形態１から７までのいずれか１つ記載の方法。
【0110】
実施形態９
ガラス系試料は側面を有し、ここで、ガラス系試料を移動させるステップ（ｃ）は、ガラス系試料を側面から押し出すステップを含む、実施形態１から８までのいずれか１つ記載の方法。
ガラス系試料は側面を有し、ここで、ガラス系試料を移動させるステップ（ｃ）は、ガラス系試料を側面から押し出すステップを含む、実施形態１から８までのいずれか１つ記載の方法。
【0111】
実施形態１０
ガラス系試料は、側面部分を有する側面を有し、ガラス系試料を移動させるステップｃ）は、
側面および側面部分の少なくとも一方を係合固定具と動作可能に係合させるステップと、
係合固定具を移動させるステップと、を含む、実施形態１から９までのいずれか１つ記載の方法。
ガラス系試料は、側面部分を有する側面を有し、ガラス系試料を移動させるステップｃ）は、
側面および側面部分の少なくとも一方を係合固定具と動作可能に係合させるステップと、
係合固定具を移動させるステップと、を含む、実施形態１から９までのいずれか１つ記載の方法。
【0112】
実施形態１１
試料を移動させるステップは、並進、回転、またはその組み合わせを含む、実施形態１から１０までのいずれか１つ記載の方法。
試料を移動させるステップは、並進、回転、またはその組み合わせを含む、実施形態１から１０までのいずれか１つ記載の方法。
【0113】
実施形態１２
ガラス系試料を移動させるステップｃ）は、
ガラス系試料をフレーム内で動作可能に支持するステップと、
フレームを係合固定具と動作可能に係合させるステップと、
係合固定具を移動させるステップと、を含む、実施形態１から１１までのいずれか１つ記載の方法。
ガラス系試料を移動させるステップｃ）は、
ガラス系試料をフレーム内で動作可能に支持するステップと、
フレームを係合固定具と動作可能に係合させるステップと、
係合固定具を移動させるステップと、を含む、実施形態１から１１までのいずれか１つ記載の方法。
【0114】
実施形態１３
ガラス系試料を移動させるステップｃ）は、ガラス系試料を静止状態に維持しながら、レーザー光源およびイメージセンサの一方または両方を移動させるステップを含む、実施形態１から４までのいずれか１つ記載の方法。
ガラス系試料を移動させるステップｃ）は、ガラス系試料を静止状態に維持しながら、レーザー光源およびイメージセンサの一方または両方を移動させるステップを含む、実施形態１から４までのいずれか１つ記載の方法。
【0115】
実施形態１４
光散乱偏光測定を使用してガラス系試料の応力ベースの特性を決定する方法であって、
該方法は、
ガラス系試料を、イメージセンシングデバイスと、光ビームを放出する光源と、光ビームの少なくとも第１の偏光および第２の偏光を定める光学的補償器と、を有する偏光計内に、または該偏光計に対して動作可能に配置するステップと、
イメージセンシングデバイスにおいて、時間変化する強度分布を有する線状画像を形成する散乱光を生成するために、ガラス系試料を、光源およびイメージセンシングデバイスの少なくとも一方に対して移動させる間に光をガラス系試料に配向するステップと、
第１の偏光および第２の偏光毎に、イメージセンシングデバイスを用いて、少なくとも２つの実質的に異なる強度分布を検出するステップと、
少なくとも２つの実質的に異なる強度分布から平均化された強度分布を形成するステップと、
少なくとも第１の偏光および第２の偏光についての平均化された強度分布を使用して、光学的リタデーションを計算するステップと、
光学的リタデーションから、少なくとも１つの応力ベースの特性を決定するステップと、を含む、方法。
光散乱偏光測定を使用してガラス系試料の応力ベースの特性を決定する方法であって、
該方法は、
ガラス系試料を、イメージセンシングデバイスと、光ビームを放出する光源と、光ビームの少なくとも第１の偏光および第２の偏光を定める光学的補償器と、を有する偏光計内に、または該偏光計に対して動作可能に配置するステップと、
イメージセンシングデバイスにおいて、時間変化する強度分布を有する線状画像を形成する散乱光を生成するために、ガラス系試料を、光源およびイメージセンシングデバイスの少なくとも一方に対して移動させる間に光をガラス系試料に配向するステップと、
第１の偏光および第２の偏光毎に、イメージセンシングデバイスを用いて、少なくとも２つの実質的に異なる強度分布を検出するステップと、
少なくとも２つの実質的に異なる強度分布から平均化された強度分布を形成するステップと、
少なくとも第１の偏光および第２の偏光についての平均化された強度分布を使用して、光学的リタデーションを計算するステップと、
光学的リタデーションから、少なくとも１つの応力ベースの特性を決定するステップと、を含む、方法。
【0116】
実施形態１５
平均化された強度分布を形成するステップは、フレームレートＦＲを有するイメージセンサのフレーム内で、少なくとも２つの実質的に異なる強度分布を検出するステップを含む、実施形態１４記載の方法。
平均化された強度分布を形成するステップは、フレームレートＦＲを有するイメージセンサのフレーム内で、少なくとも２つの実質的に異なる強度分布を検出するステップを含む、実施形態１４記載の方法。
【0117】
実施形態１６
少なくとも２つの実質的に異なる強度分布の各々は、０．０５ミリ秒～１００ミリ秒の露光時間ｔＥ内で、かつ１０フレーム／秒～２００フレーム／秒のフレームレートＦＲで検出される、実施形態１５記載の方法。
少なくとも２つの実質的に異なる強度分布の各々は、０．０５ミリ秒～１００ミリ秒の露光時間ｔＥ内で、かつ１０フレーム／秒～２００フレーム／秒のフレームレートＦＲで検出される、実施形態１５記載の方法。
【0118】
実施形態１７
光学的リタデーションを計算するステップは、０．１秒～１０秒の測定時間ｔＭにわたって２～２００のフレームを使用する、実施形態１４から１６までのいずれか１つ記載の方法。
光学的リタデーションを計算するステップは、０．１秒～１０秒の測定時間ｔＭにわたって２～２００のフレームを使用する、実施形態１４から１６までのいずれか１つ記載の方法。
【0119】
実施形態１８
ガラス系試料は、全体としてガラス材料またはガラスセラミック材料のいずれかから成る、実施形態１４から１７までのいずれか１つ記載の方法。
ガラス系試料は、全体としてガラス材料またはガラスセラミック材料のいずれかから成る、実施形態１４から１７までのいずれか１つ記載の方法。
【0120】
実施形態１９
ガラス系試料を、光源およびイメージセンシングデバイスの少なくとも一方に対して移動させるステップは、ガラス系試料を、光源およびイメージセンシングデバイスを静止状態に維持しながら移動させるステップを含む、実施形態１４から１８までのいずれか１つ記載の方法。
ガラス系試料を、光源およびイメージセンシングデバイスの少なくとも一方に対して移動させるステップは、ガラス系試料を、光源およびイメージセンシングデバイスを静止状態に維持しながら移動させるステップを含む、実施形態１４から１８までのいずれか１つ記載の方法。
【0121】
実施形態２０
ガラス系試料を、光源およびイメージセンシングデバイスの少なくとも一方に対して移動させるステップは、ガラス系試料を静止状態に維持しながらレーザー光源およびイメージセンシングデバイスの一方または両方を移動させるステップを含む、実施形態１４から１８までのいずれか１つ記載の方法。
ガラス系試料を、光源およびイメージセンシングデバイスの少なくとも一方に対して移動させるステップは、ガラス系試料を静止状態に維持しながらレーザー光源およびイメージセンシングデバイスの一方または両方を移動させるステップを含む、実施形態１４から１８までのいずれか１つ記載の方法。
【0122】
実施形態２１
ガラス系試料を移動させるステップは、少なくとも０．７５ミリメートル／秒の速度で行われる、実施形態１４から２０までのいずれか１つ記載の方法。
ガラス系試料を移動させるステップは、少なくとも０．７５ミリメートル／秒の速度で行われる、実施形態１４から２０までのいずれか１つ記載の方法。
【0123】
実施形態２２
光ビームは、入射平面内に存在し、ガラス系試料を、入射平面に対して垂直な方向に移動させるステップをさらに含む、実施形態１４から２１までのいずれかに記載の方法。
光ビームは、入射平面内に存在し、ガラス系試料を、入射平面に対して垂直な方向に移動させるステップをさらに含む、実施形態１４から２１までのいずれかに記載の方法。
【0124】
実施形態２３
ガラス系試料は、側面部分を有する側面を有し、ガラス系試料を移動させるステップは、
側面および側面部分の少なくとも一方を係合固定具と動作可能に係合させるステップと、
係合固定具を移動させるステップと、を含む、実施形態１４から１８ならびに２１から２２までのいずれか１つ記載の方法。
ガラス系試料は、側面部分を有する側面を有し、ガラス系試料を移動させるステップは、
側面および側面部分の少なくとも一方を係合固定具と動作可能に係合させるステップと、
係合固定具を移動させるステップと、を含む、実施形態１４から１８ならびに２１から２２までのいずれか１つ記載の方法。
【0125】
実施形態２４
ガラス系試料を移動させるステップは、
ガラス系試料をフレーム内で動作可能に支持するステップと、
フレームを係合固定具と動作可能に係合させるステップと、
係合固定具を移動させるステップと、
を含む、実施形態１４から１８ならびに２１から２３までのいずれか１つ記載の方法。
ガラス系試料を移動させるステップは、
ガラス系試料をフレーム内で動作可能に支持するステップと、
フレームを係合固定具と動作可能に係合させるステップと、
係合固定具を移動させるステップと、
を含む、実施形態１４から１８ならびに２１から２３までのいずれか１つ記載の方法。
【0126】
実施形態２５
本体を有するガラス系試料の少なくとも１つの応力ベースの特性を測定する方法であって、
該方法は、
ａ）波長λを有し、かつ散乱光を生成するために試料の本体内に伝送される光の少なくとも第１の偏光状態および第２の偏光状態について、ガラス系試料の偏光測定を行うステップと、
ｂ）ステップａ）の間、少なくとも第１の偏光状態および第２の偏光状態毎に、本体の異なる部分からの散乱光の少なくとも第１の光分布および第２の光分布を検出し、平均化光分布を形成するために少なくとも第１の光分布および第２の光分布を平均化するステップと、
ｃ）ガラス系試料の本体内への深さの関数として光学的リターダンスを計算するために、第１の偏光状態および第２の偏光状態毎の平均化光分布を使用するステップと、
ｄ）ガラス系試料の少なくとも１つの応力ベースの特性を決定するために、計算された光学的リターダンスを使用するステップと、を含む、方法。
本体を有するガラス系試料の少なくとも１つの応力ベースの特性を測定する方法であって、
該方法は、
ａ）波長λを有し、かつ散乱光を生成するために試料の本体内に伝送される光の少なくとも第１の偏光状態および第２の偏光状態について、ガラス系試料の偏光測定を行うステップと、
ｂ）ステップａ）の間、少なくとも第１の偏光状態および第２の偏光状態毎に、本体の異なる部分からの散乱光の少なくとも第１の光分布および第２の光分布を検出し、平均化光分布を形成するために少なくとも第１の光分布および第２の光分布を平均化するステップと、
ｃ）ガラス系試料の本体内への深さの関数として光学的リターダンスを計算するために、第１の偏光状態および第２の偏光状態毎の平均化光分布を使用するステップと、
ｄ）ガラス系試料の少なくとも１つの応力ベースの特性を決定するために、計算された光学的リターダンスを使用するステップと、を含む、方法。
【0127】
実施形態２６
前記平均化するステップは、イメージセンサの単一フレーム内で少なくとも第１の光分布および第２の光分布を検出するステップにより行われる、実施形態２５記載の方法。
前記平均化するステップは、イメージセンサの単一フレーム内で少なくとも第１の光分布および第２の光分布を検出するステップにより行われる、実施形態２５記載の方法。
【0128】
実施形態２７
少なくとも第１の光分布および第２の光分布は、各々が露光時間ｔＥを有する少なくとも第１の露光および第２の露光をそれぞれ行うことによって形成される、実施形態２５または２６記載の方法。
少なくとも第１の光分布および第２の光分布は、各々が露光時間ｔＥを有する少なくとも第１の露光および第２の露光をそれぞれ行うことによって形成される、実施形態２５または２６記載の方法。
【0129】
実施形態２８
前記該方法が、ステップａ）の間に、ガラス系試料を移動させ、これによって、本体の異なる部分が、光の波長の少なくとも２分の１だけ離間されるステップをさらに含む、実施形態２５または２６記載の方法。
前記該方法が、ステップａ）の間に、ガラス系試料を移動させ、これによって、本体の異なる部分が、光の波長の少なくとも２分の１だけ離間されるステップをさらに含む、実施形態２５または２６記載の方法。
【0130】
実施形態２９
ガラス系試料の移動は、試料速度ＳＳ≧Ｋ・λ／ｔＥを有し、ここで、ｔＥは、第１の光分布および第２の光分布を捕捉するために使用される第１の露光および第２の露光のための露光時間であり、Ｋは０．４～１の範囲である、実施形態２８記載の方法。
ガラス系試料の移動は、試料速度ＳＳ≧Ｋ・λ／ｔＥを有し、ここで、ｔＥは、第１の光分布および第２の光分布を捕捉するために使用される第１の露光および第２の露光のための露光時間であり、Ｋは０．４～１の範囲である、実施形態２８記載の方法。
【0131】
実施形態３０
ガラス系試料は、側面を有し、かつ支持面上に支持されており、ガラス系試料を移動させるステップは、ガラス系試料を側面で押し出し、これによって、ガラス系試料は支持面上を摺動するステップを含む、実施形態２８または２９記載の方法。
ガラス系試料は、側面を有し、かつ支持面上に支持されており、ガラス系試料を移動させるステップは、ガラス系試料を側面で押し出し、これによって、ガラス系試料は支持面上を摺動するステップを含む、実施形態２８または２９記載の方法。
【0132】
実施形態３１
ガラス系試料は、側面部分を有する側面を有し、ガラス系試料を移動させるステップは、
側面および側面部分の少なくとも一方を係合固定具と動作可能に係合させるステップと、
係合固定具を移動させるステップと、を含む、実施形態２８または２９記載の方法。
ガラス系試料は、側面部分を有する側面を有し、ガラス系試料を移動させるステップは、
側面および側面部分の少なくとも一方を係合固定具と動作可能に係合させるステップと、
係合固定具を移動させるステップと、を含む、実施形態２８または２９記載の方法。
【0133】
実施形態３２
ガラス系試料を移動させるステップは、
ガラス系試料をフレーム内で動作可能に支持するステップと、
フレームを係合固定具と動作可能に係合させるステップと、
係合固定具を移動させるステップと、を含む、実施形態２８または２９記載の方法。
ガラス系試料を移動させるステップは、
ガラス系試料をフレーム内で動作可能に支持するステップと、
フレームを係合固定具と動作可能に係合させるステップと、
係合固定具を移動させるステップと、を含む、実施形態２８または２９記載の方法。
【0134】
実施形態３３
散乱光は、本体の非応力関連散乱特徴からのノイズと、本体の応力関連散乱特徴からのリタデーション信号とを含み、平均化光分布を形成するための前記平均化するステップは、光学的リターダンスを計算するために強度分布の単一の測定を使用する場合に比べて、ノイズからの光学的リターダンスへのノイズ寄与率を低減する、実施形態２５から３２までのいずれか１つ記載の方法。
散乱光は、本体の非応力関連散乱特徴からのノイズと、本体の応力関連散乱特徴からのリタデーション信号とを含み、平均化光分布を形成するための前記平均化するステップは、光学的リターダンスを計算するために強度分布の単一の測定を使用する場合に比べて、ノイズからの光学的リターダンスへのノイズ寄与率を低減する、実施形態２５から３２までのいずれか１つ記載の方法。
【0135】
実施形態３４
応力関連散乱特徴は、ガラス関連試料の本体内への深さ方向においてのみ実質的に変化する、実施形態３３記載の方法。
応力関連散乱特徴は、ガラス関連試料の本体内への深さ方向においてのみ実質的に変化する、実施形態３３記載の方法。
【0136】
実施形態３５
ガラス系試料は、０．０５ｍｍ≦ＴＨ≦２ｍｍの範囲の厚さＴＨを有する、実施形態２５から３４までのいずれか１つ記載の方法。
ガラス系試料は、０．０５ｍｍ≦ＴＨ≦２ｍｍの範囲の厚さＴＨを有する、実施形態２５から３４までのいずれか１つ記載の方法。
【0137】
実施形態３６
ガラス系試料は、０．２ｍｍ≦ＴＨ≦２ｍｍの範囲の厚さＴＨを有する、実施形態２５から３５までのいずれか１つ記載の方法。
ガラス系試料は、０．２ｍｍ≦ＴＨ≦２ｍｍの範囲の厚さＴＨを有する、実施形態２５から３５までのいずれか１つ記載の方法。
【0138】
実施形態３７
ガラス系試料は、０．２５ｍｍ≦ＴＨ≦２ｍｍの範囲の厚さＴＨを有する、実施形態２５から３６までのいずれか１つ記載の方法。
ガラス系試料は、０．２５ｍｍ≦ＴＨ≦２ｍｍの範囲の厚さＴＨを有する、実施形態２５から３６までのいずれか１つ記載の方法。
【0139】
実施形態３８
ガラス系試料は、０．３ｍｍ≦ＴＨ≦２ｍｍの範囲の厚さＴＨを有する、実施形態２５から３７までのいずれか１つ記載の方法。
ガラス系試料は、０．３ｍｍ≦ＴＨ≦２ｍｍの範囲の厚さＴＨを有する、実施形態２５から３７までのいずれか１つ記載の方法。
【0140】
実施形態３９
ガラス系試料は、０．３ｍｍ≦ＴＨ≦１ｍｍの範囲の厚さＴＨを有する、実施形態２５から３８までのいずれか１つ記載の方法。
ガラス系試料は、０．３ｍｍ≦ＴＨ≦１ｍｍの範囲の厚さＴＨを有する、実施形態２５から３８までのいずれか１つ記載の方法。
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図4E】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図7C】