Photonic?Lattice 光子晶格應力儀，用于檢測玻璃、光學樹脂、藍寶石、AR/VR 光學組件的殘余雙折射，輸出相位差、光軸方位角二維分布云圖。區別于傳統應力儀依靠電機帶動偏振片、波片旋轉多次采集，該設備采用光子晶體微納偏振陣列芯片，屬于靜態偏振成像方案，沒有任何運動光學部件，單次曝光即可完成整個視場偏振信息采集，消除機械抖動帶來的測量誤差Science。

一、系統硬件組成

整套設備主要包含單色照明光源、準直光路、樣品臺、光子晶體偏振陣列芯片、面陣圖像傳感器、數據處理軟件。光子晶體偏振陣列芯片是核心器件，芯片表面排布大量微米級微納單元，不同單元具備獨立偏振選擇特性，把 0°、45°、90°、135° 四組偏振分析功能微型化集成在同一塊芯片上，空間分區完成不同偏振分量采樣。

二、基礎物理現象：雙折射效應

透明材料內部存在殘余應力時，材料折射率會發生各向異性，產生雙折射。平行偏振光穿過樣品之后，入射的線偏振光轉變為橢圓偏振光。

• 相位差（光程差）：表征應力大小；

• 光軸方位角：表征應力的方向。設備的目標就是獲取視場內每一個像素點的這兩組參數。

三、完整檢測流程

1. 準直偏振光入射樣品光源輸出穩定準直單色光，照射待測樣品。受樣品雙折射調制，出射光偏振狀態發生改變，攜帶樣品應力信息。

2. 光子晶體陣列同步采集多組偏振光強攜帶偏振信息的透射光到達光子晶體偏振陣列芯片。芯片不同微元單元分別篩選不同角度偏振分量，同一幀圖像之內，一次性獲取四組偏振狀態對應的光強信號，不需要旋轉任何光學元件Science。

3. 斯托克斯參數矩陣求解將四組光強代入斯托克斯（Stokes）偏振計算模型，通過矩陣運算解算出每個像素點的斯托克斯 S0?S3 參數，進一步換算得到相位差與光軸方位角。

\(S=\left[S_0,S_1,S_2,S_3\right]\)S0 為總光強，S1、S2 對應線偏振分量，S3 對應圓偏振分量，完整描述光線偏振狀態。

4. 生成二維應力云圖軟件把全部像素計算結果渲染成彩色云圖，直觀展示應力大小與方向分布；同時支持截面曲線、ROI 區域統計，輸出 CSV 數值報表。

四、PA 與 WPA 原理差異

1. PA 系列（低相位差）單波長 520nm 綠光解析，量程 0?130nm，適合玻璃、藍寶石等低應力工件。單波長算法在相位差超過量程時會發生相位纏繞，數據錯亂。

2. WPA 寬量程系列采用多波長解析算法，多組波段聯合解算，破解相位纏繞問題，量程擴展至 0?3500nm，適配 PC、亞克力等高應力注塑樹脂工件。

五、VRG?100 機型拓展原理

針對 Pancake VR 鏡頭、QWP 波片組件，除基礎雙折射參數外，額外求解圓偏振度、橢圓率，評估波片貼附偏移、鏡片復合偏振缺陷，采用 RGB 三波段檢測。

六、與傳統旋轉偏光應力儀對比

傳統旋轉偏光方案：電機驅動偏振片旋轉，多次曝光采集不同角度光強；存在機械振動，檢測速度慢，大視場效率低。Photonic?Lattice 靜態陣列方案：無運動光學部件，單次曝光完成采集；檢測速度快，重復性好，適合實驗室分析與產線批量質檢。

七、影響測量精度關鍵因素

1. 光源穩定性：光源亮度漂移，直接改變斯托克斯光強采樣結果；設備需要充分預熱。

2. 環境溫度：溫度變化會改變光子晶體陣列微納單元偏振響應，需要控制環境溫度。

3. 樣品厚度：相位差和厚度直接相關，軟件必須錄入樣品真實厚度，才能換算等效應力。

4. 樣品表面狀態：指紋、劃痕、散射會引入偽應力信號，造成云圖噪點。