在手機、智能電話(huà)等電子設備中，顯示部、殼體主體多使用玻璃。伴隨著(zhù)近年來(lái)的電子設備的薄型化、輕量化，電子設備使用的玻璃也要求薄板化。若玻璃的板厚變薄，則強度會(huì )降低。因此，為了提高玻璃的強度，通常使用通過(guò)在玻璃表面形成基于離子交換的表面層(離子交換層)并使壓縮應力產(chǎn)生來(lái)提高強度的所謂化學(xué)強化玻璃，并利用光學(xué)方法來(lái)測定表面的應力值，確認是否被正確地強化，向市場(chǎng)發(fā)貨。
3.作為測定強化玻璃的表面層的應力的技術(shù)，可以列舉例如在強化玻璃的表面層的折射率比內部的折射率高的情況下，利用光波導效果和光彈性效果，以非破壞的方式測定表面層的壓縮應力的技術(shù)(以下，稱(chēng)為非破壞測定技術(shù))。在該非破壞測定技術(shù)中，使單色光向強化玻璃的表面層入射而通過(guò)光波導效果產(chǎn)生多個(gè)模式，在各模式下取出光線(xiàn)軌跡決定的光，利用凸透鏡成像為與各模式對應的亮線(xiàn)。需要說(shuō)明的是，存在模式數目的成像的亮線(xiàn)。
4.另外，在該非破壞測定技術(shù)中，從表面層取出的光構成為，能夠觀(guān)察到光的振動(dòng)方向相對于出射面為水平和垂直這兩種光成分的亮線(xiàn)。并且，利用次數最低的模式1的光通過(guò)表面層的最接近表面一側的性質(zhì)，根據兩種光成分的與模式1對應的亮線(xiàn)的位置來(lái)算出各個(gè)光成分的折射率，根據這兩種折射率之差和玻璃的光彈性常數來(lái)求出強化玻璃的表面附近的應力(例如，參照專(zhuān)利文獻1)。
5.另一方面，以上述的非破壞測定技術(shù)的原理為基礎，提出了根據與模式1和模式2對應的亮線(xiàn)的位置，通過(guò)外推求出玻璃的最表面的應力(以下，設為表面應力值)，并假定表面層的折射率分布直線(xiàn)性地變化，根據亮線(xiàn)的總根數，求出壓縮應力層的深度的方法(例如，參照專(zhuān)利文獻2及非專(zhuān)利文獻1)。
6.另外，以上述的通過(guò)利用了表面波導光的測定技術(shù)測定的表面應力值和壓縮應力層的深度為基礎，提出了定義玻璃內部的拉伸應力ct，以ct值來(lái)管理強化玻璃的強度的方法(例如，參照專(zhuān)利文獻3)。在該方法中，通過(guò)“ct＝dol)”(式0)來(lái)計算拉伸應力ct。在此，cs為表面應力值(mpa)，dol為通過(guò)將鈉離子交換為鉀而產(chǎn)生的壓縮應力層的深度(單位：μm)，t為板厚(單位：mm)。
7.通常如果未施加外力，則應力的總和為0。因此，以將通過(guò)化學(xué)強化形成的應力沿深度方向積分的值在未被化學(xué)強化的中心部分取得平衡的方式大致均等地產(chǎn)生拉伸應力。
8.然而，化學(xué)強化玻璃也由于強度提高和性能提高而成為多樣，以往的應力測定方法無(wú)法進(jìn)行充分的評價(jià)。
9.例如，存在將含鋰玻璃與鉀、鈉這兩種離子進(jìn)行交換并控制了應力分布的強化玻璃、對透明的結晶化玻璃進(jìn)行了離子交換的化學(xué)強化玻璃等。
10.在含鋰玻璃的化學(xué)強化玻璃中，以往的光學(xué)性的應力測定裝置雖然能夠評價(jià)鋰和鈉被交換為鉀的表面附近的應力層，但是無(wú)法評價(jià)鋰被交換為鈉的內部的應力層。因此，在被離子交換為鉀的壓縮應力層的深度dol中，壓縮應力未成為0，壓縮應力成為0的深度doc(單位：μm)通過(guò)利用了表面的波導光的應力測定裝置無(wú)法測定。
11.也提出了如下方法：測定比由于這兩個(gè)應力層的影響等而應力分布較大地彎折的位置的玻璃深度(dol_tp)靠玻璃表層側的應力分布，基于玻璃表層側的應力分布的測定結果(測定圖像)來(lái)預測比dol_tp靠玻璃深層側的應力分布(例如，參照專(zhuān)利文獻4)。然而，在該方法中，由于未進(jìn)行比dol_tp靠玻璃深層側的應力分布的實(shí)測，因此存在測定再現性差這樣的問(wèn)題。
12.在結晶化玻璃中，特別是為了使用于顯示部而必須透明，因此這里使用的結晶化玻璃是結晶粒遠小于可視光的波長(cháng)的結晶化玻璃，在可視域中為透明。因此，通過(guò)以往的光學(xué)性的應力測定裝置，能夠測定通過(guò)化學(xué)強化工序形成的表面的應力。
13.因此，為了維持多樣化的化學(xué)強化玻璃的品質(zhì)，需要對直至深部的應力的分布、結晶化玻璃中的結晶狀態(tài)等進(jìn)行測定管理。
14.近年來(lái)，作為易于進(jìn)行離子交換，且在化學(xué)強化工序中能夠在短時(shí)間內使表面應力值高且使應力層的深度深的玻璃，鋰鋁硅酸鹽系的玻璃受到關(guān)注。
15.以將該玻璃浸漬在高溫的硝酸鈉與硝酸鉀的混合熔融鹽中的方式實(shí)施化學(xué)強化處理。鈉離子、鉀離子都由于熔融鹽中的濃度高而與玻璃中的鋰離子進(jìn)行離子交換，但是鈉離子容易向玻璃中擴散，因此玻璃中的鋰離子首先與熔融鹽中的鈉離子交換。
16.在此，當鈉離子與鋰離子進(jìn)行離子交換時(shí)玻璃的折射率變低，當鉀離子與鋰離子或鈉離子進(jìn)行離子交換時(shí)玻璃的折射率變高。即，與玻璃中的未被離子交換的部分相比，玻璃表面附近的被離子交換的區域的鉀離子濃度高，當成為更深的被離子交換的區域時(shí)，鈉離子濃度升高。因此，被離子交換的玻璃的最表面附近具有雖然折射率隨著(zhù)深度下降，但是從某深度起至未被離子交換的區域為止折射率隨著(zhù)深度升高的特征。
17.因此，在前述的利用了表面的波導光的應力測定裝置中，僅通過(guò)最表面的應力值