实施方式】
[0034] 现在详细参照本公开的多种实施例，在附图中示出了这些实施例的示例。将尽可 能地在所有附图中使用相同或类似的附图标记来指示相同或类似的部分。这些附图不一定 按比例绘制，并且一个本领域的技术人员认识到附图中哪里已经被简化为了示出本公开的 关键方面。
[0035] 下面阐述的权利要求书纳入并作为此详细说明的组成部分。
[0036] 本文中提到的任何出版物或专利文件的整个公开通过引用结合于此。
[0037] 为了参考起见在一些附图中显示了笛卡尔坐标，但是笛卡尔坐标不旨在对方向或 取向的限制。
[0038] 图1是根据本公开的示例性RNF测量系统（"系统")100的示意图。所述系统100 被配置以确定玻璃样品的特性。所述特征可以是光的正交偏振的折射率分布、双折射性或 者应力的分布。全部三个分布特征是相关的。
[0039] 所述系统100包括光源系统130。所述光源系统130包括沿着第一光轴Al发射光 112的光源110。示例光源110是运行在637纳米的标称波长的单模、带尾纤的激光器。光 源系统130还包括具有输入端122和输出端124的偏振控制器120。光源110与偏振控制 器120的输入端122光学耦合。偏振控制器120接收来自光源110的光112并输出偏振光 120P。示例性偏振控制器120是基于光纤的，并且包括一段缠绕在多个光纤桨（paddle) 128 上的单模光纤126,该光纤桨在光纤中诱导应力双折射以创建所需输出偏振。
[0040] 光源系统130还包括准直透镜132。偏振控制器120在其输出端124与准直透镜 132光学耦合。准直透镜132被配置以接收由偏振控制器120的单模光纤126发出的发散 的偏振光120P，并且形成准直的、自由空间偏振光束112P，其在示例中具有通常圆形的截 面形状。准直透镜132可包括一个或更多透镜元件或者其他类型的光学元件，比如反射元 件。
[0041] 系统100还包括偏振转换器140,该偏振转换器沿着轴Al位于准直透镜132下游， 从而接收准直的偏振光束112P。偏振转换器140可操作地被连接至偏振转换控制器146并 被其驱动，该偏振转换控制器在一个示例中以高达1千赫兹的转换率运行，但在另一个示 例中运行在1赫兹到50赫兹之间。偏振转换器140和偏振转换控制器146组成了偏振转 换系统。在示例中，偏振转换器140是以可变延迟器的形式，如液晶可变延迟器。可采用其 他形式的已知偏振转换器，如基于光纤的转换器、电光转换器以及机械可旋转偏振器。
[0042] 偏振转换器140由偏振转换控制器146驱动，以在TE和TM偏振（即垂直的和水 平的偏振）112V和112H之间来回地转换偏振光束112P的偏振态。偏振光束112P因此被 转变为经偏振转换光束112PS。偏振转换器140的示例转换时间在1毫秒和100毫秒之间， 不例性转换时间为大约1 _秒。在不例中，偏振光束112P作为TE或TM偏振光尚开偏振控 制器120,并且当激活时，偏振转换器140将偏振光束112P转换为另一个偏振，即转换为经 偏振转换光束112PS。
[0043] 系统100进一步包括沿着轴Al和在偏振转换器140下游的分束元件150。示例分 束元件150是非常薄的，例如无涂层薄膜。分束元件150被配置成沿着第二光轴A2反射经 偏振转换光束112PS的相对较小部分（"反射光部分"）112R。在示例中，反射光部分112R 达到经偏振转换光束112PS的50%，但在其他示例中，反射小于经偏振转换光束的20%或 小于10%，示例性量是8%。
[0044] 在示例中，第二光轴A2与第一光轴Al有相对较小的角，即偏振光束112PS几近正 入射在分束元件150上。这样有助于确保来自分束元件150的TE和TM偏振态的反射是大 约一样的。这是因为随着角度增大，TM和TE光的反射系数的差变化很大。薄的分束元件 150具有来自在其两个表面之间的多重反射的虚反射偏移忽略不计的益处。
[0045] 沿着第二光轴A2安置的参考检测系统160在示例中包括，沿着第二光轴依次为， 焦距为Π 的聚焦透镜162、距聚焦透镜距离Π 安置的共焦孔径164以及具有光敏表面168 的参考光检测器166。参考检测系统160被配置来接收和检测被分束元件150反射以沿着 光轴A2行进的经偏振转换反射光部分112R。在示例中，聚焦透镜162是消色差的。
[0046] 图2A是示例共焦孔径164的特写、正面图。共焦孔径164具有小的轴上开口 165。 第二光轴A2和参考检测系统160定义了系统100的参考臂170。参考光检测器166响应于 接收到反射的经偏振转换光部分112R，产生经偏振转换参考信号SR。
[0047] 系统100还包括沿着第一光轴Al在分束元件150下游放置的光转向部件180。光 转向部件180定义了在示例中与第一光轴Al成直角的第三光轴A3。示例光转向部件180 是具有反射表面182的镜子。光转向部件180用于反射经偏振转换光束112PS，以使光束沿 着第三光轴A3行进。
[0048] 系统100还包括在光转向部件180下游并沿着第三光轴A3放置的第一扇形孔径 光阑200。.图2B是示例第一孔径光阑200的特写、正面图。第一孔径光阑200具有离轴 的第一契形开口 202 (见图2B)。第一开口 202被配置成从经偏振转换光束112PS形成契形 经偏振转换光束112W。第一开口 202被配置成仅让部分的经偏振转换光束112PS通过，该 部分具有潜力来经由穿过测量区域并离开参考块320顶部表面的首次通过折射，跟随轨道 到达信号检测器430 (在下文中介绍和讨论信号检测器及参考块320)。
[0049] 任何首次通过时未从参考块320的顶部322折射出的光112PS必须被限定了契形 开口 202的不透明区域所阻挡。示例契形开口 202具有顶点204和相关联的角η，角η在 示例中可调节，例如在0°和90°之间，从而透射的契形偏振光束112W的截面形状能被调 节。契形开口 202的顶点204沿第三光轴A3定位。
[0050] 系统100沿着第三光轴A3以及在第一扇形孔径光阑200的下游还包括物镜220 和由在Χ、Υ和Z方向（即三维）上可移动的定位台240支撑的可移动支撑平台230。定位 台240与台控制器244可操作地连接。因此，定位台240可操作地在三个维度上移动支撑 平台
[0051] 示例物镜220是中心定位成与第三光轴和第一扇形孔径光阑200的顶点204同轴 的显微镜物镜。支撑平台230具有支撑具有顶部和底部表面252和254的盖片250的上表 面232。支撑平台230具有孔径236,穿过第一扇形孔径光阑200的经偏振转换光束112PS 能够穿过该孔径并且之后穿过盖片250。物镜220因盖片250的存在被修正。
[0052] 系统100还包括玻璃样品300。玻璃样品300与参考块320 -起由盖片250支撑。 图3A是放置在盖片250的顶部表面252上的玻璃样品300与参考块320的特写、立视图。 图3B是仅玻璃样品300的特写、立视图。玻璃样品300具有边缘表面304、前部表面306和 后部表面308。玻璃边缘表面304面对着盖片250的顶部表面252。
[0053] 参考块320具有前述的顶部表面322和前部表面324。参考块320和玻璃样品300 被安置以使参考块320的前部表面324面对着玻璃样品的后部表面308。要测量的光学参 数沿着X方向有梯度。
[0054] 在X-Y平面测量玻璃边缘表面304。玻璃边缘表面304的扫描测量能够作为位置 的函数来进行。玻璃样品300在X -方向上具有通常小于几毫米的厚度th。在示例中，玻 璃边缘表面304被处理，例如，被切割和/或被抛光，以揭露沿着边缘304从后部表面308 延伸至前部表面306的应力分布的深度。
[0055] 能够在几毫米的距离上的各种位置上进行单个或多个光栅扫描。极角β和方位 角η如图3Α所示，示例极限为β最小，β最大以及η最小，η最大。参考块320在Z方向上厚 度为ΤΗ。厚度TH的示例范围在5毫米和20毫米之间，8毫米是在该范围内的示例性厚度。
[0056] 在示例实施例中，折射率匹配油330用于确保盖片250、玻璃样品300的边缘表面 304、该玻璃样品的后部表面308和参考块320的前部表面324之间的低反射光学耦合。盖 片底部表面254和参考块顶部表面322可各自选择性地涂布偏振无关的、角度无关的防反 射（AR)涂层326(如虚线边界所示）以最小化对偏振及入射角的范围的反射率变化。
[0057] 经偏振转换光束112PS离轴穿过第一扇形孔径光阑200的契形开口 202,所得的契 形经偏振转换光束进入中心在第三光轴A3上的物镜220。经偏振转换光束112PS的宽度使 得该经偏振转换光束充满物镜220的输入通光孔径（未示出）此充满确保了仅经偏振转换 光束112PS的最强的和大致均匀的基本上高斯中心部分作为聚焦束聚焦在玻璃样品300的 边缘表面304上。
[0058] 此充满还帮助减少或消除了来自契形开口 202的外部圆形部分的任何不利的衍 射效应。因为经偏振转换光束112PS从相对于第三光轴A3的离轴位置进入物镜220,该物 镜形成了经偏振转换、第一聚焦的光束112F1。
[0059] 系统100还包括在物镜220的焦点位置与第三光轴A3相交的第四光轴A4,该焦 点位置位于玻璃样品300的边缘表面304。信号检测系统400被可操作地沿着第四光轴A4 安置。示例信号检测系统400包括，沿着第四光轴A4依次为，延迟光学系统410、具有在轴 开口 422的共焦可变孔径420以及具有光敏表面432的信号光检测器430。在示例中，延 迟光学系统410是消色差的。示例消色差的延迟光学系统410如图1所示，包括一对透镜 元件412a和412b。在示例中，每个透镜元件412a和412b具有焦距f2(例如，f2 = 80毫 米）并包括防反射涂层。透镜元件412a和412b的示例直径（通光孔径）大约为2英寸。
[0060] 在延迟光学系统410的示例双透镜实施例中，第一透镜412a位于与轴A4、A3、焦点