背景技術(shù)：

通過棱鏡耦合的非破壞性應(yīng)力測量對于制造便攜式電子設(shè)備的化學(xué)強(qiáng)化蓋玻璃中的質(zhì)量控制具有重大意義。

一些化學(xué)強(qiáng)化玻璃(諸如一些雙離子交換玻璃)是由包含在表面附近迅速減小的折射率的陡峭區(qū)域的折射率分布來表征的。這種折射率分布由于由棱鏡中傳播的光與作為離子交換的結(jié)果而形成的玻璃襯底的波導(dǎo)區(qū)域中傳播的光之間的過量耦合而造成的耦合共振的顯著加寬，而對于使用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)FSM-6000的建立的棱鏡-耦合技術(shù)的應(yīng)力測量來說是成問題的。

最近，已經(jīng)發(fā)明了各種技術(shù)來緩解這個問題。在一個方法中，使用低折射率層來控制耦合強(qiáng)度。該技術(shù)允許獲得明顯的高對比度線的光譜，但是由于對在玻璃與測量棱鏡之間的接近(通常<1μm)的需要而具有對接觸表面的清潔度更嚴(yán)格要求的不便。其他方法包括使用較高折射率的油(>1.7)來增加折射率對比度，并使耦合共振變窄，以及緊鄰棱鏡插入漫射器以進(jìn)一步平坦化(flatten)照明的角分布，以抵消加寬的共振的位置檢測對背景照明中的強(qiáng)度變化的高靈敏度。這些后面的方法已經(jīng)幫助延伸方便的高折射率油測量的范圍(不需要亞微米厚度的油層，不需要防止來自棱鏡-樣品界面的顆粒)，但是這種測量的精度與具有適中斜率(其中λ是波長，n是折射率，并且z是深度坐標(biāo))的傳統(tǒng)玻璃的測量相比常常是更差的。例如，實(shí)質(zhì)上更陡峭的分布已經(jīng)顯示出表面圧縮應(yīng)力(CS)的標(biāo)準(zhǔn)差常常實(shí)質(zhì)上大于20MPa，甚至50MPa，這對于獲得高產(chǎn)的質(zhì)量控制來說是成問題的。相比之下，標(biāo)準(zhǔn)的玻璃常常被測得有低于5MPa的CS標(biāo)準(zhǔn)差。因此，提高對于包含隨著深度急劇減小的折射率的淺區(qū)域的分布的測量精度進(jìn)一步的方法對于實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)并允許最接近化學(xué)強(qiáng)化玻璃的期望設(shè)計條件的操作是很有價值的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在應(yīng)用本領(lǐng)域中已知的方法后所測量的壓縮應(yīng)力的殘余標(biāo)準(zhǔn)差相對于離子交換堿鋁硅酸鹽玻璃(諸如由康寧公司(Corning Incorporated)制造的康寧玻璃)的測量仍然被提升，很大程度上是由于被限制到陡峭高折射率區(qū)域的低階模式的耦合共振條紋(譜線)的有限對比度。不足的對比度使得對相對寬的耦合共振的檢測易受噪聲的影響。此外，這些耦合共振的寬的低對比度譜線常常遭受變形，如將在詳細(xì)描述中解釋的。這些影響導(dǎo)致在樣品的測量期間增加的標(biāo)準(zhǔn)差，因?yàn)樽V線的形狀可取決于油的厚度以及楔角，并且檢測還對檢測器噪聲敏感。對耦合界面的照明以及從耦合界面反射的光的收集的特定仔細(xì)控制的限制的應(yīng)用允許成問題的耦合共振的對比度的實(shí)質(zhì)性(substantial)改善、以及這些共振的譜線的變形的實(shí)質(zhì)性降低，從而導(dǎo)致對CS的實(shí)質(zhì)性更精確的測量。本文所描述的方法提供了強(qiáng)耦合模式的條紋對比度的增加，并因此提供更精確的測量。

在另一方面，在棱鏡-樣品界面處引入沿著光傳播方向的強(qiáng)度的實(shí)質(zhì)性縱向梯度。與棱鏡-樣品界面處的相對均勻的強(qiáng)度的情況相比，當(dāng)引入這種梯度時，本發(fā)明人已經(jīng)獲得耦合共振的改善的對比度，以及降低的CS標(biāo)準(zhǔn)差。梯度的價值在于它幫助維持耦合光與回向耦合(back-coupled)光之間的基本正平衡，從而實(shí)質(zhì)性緩解在暗耦合光條紋旁邊的回向耦合光的亮條紋的形成。

因此，本公開的一個方面是要提供用于改善波導(dǎo)模譜的棱鏡耦合測量中的對比度的方法與裝置，其中，所測量的波導(dǎo)樣品具有迅速減小的折射率的表面區(qū)域，用標(biāo)準(zhǔn)化(normalized)斜率來表征。不透明的光阻擋元件在棱鏡的輸入側(cè)、輸出側(cè)或者兩側(cè)上被放置在光束的與棱鏡和所測樣品之間的接觸平面最靠近的那部分中。光阻擋元件阻止來自光源的光沿著光路到達(dá)棱鏡-樣品耦合界面的長度的一部分、阻止從前述長度的一部分反射的光到達(dá)檢測器、或當(dāng)使用輸入光阻擋元件以及輸出光阻擋元件時阻止兩者。從其在對應(yīng)于最低階模式的位置處光被允許到達(dá)檢測器的照明長度的那部分不超過最低階模式的最大可能有效耦合長度的7倍與7mm中的較小者。

本公開的另一方面是要提供用于改善波導(dǎo)模譜的棱鏡耦合測量中的對比度的方法與裝置，其中，所測量的波導(dǎo)樣品具有迅速減小的折射率的表面區(qū)域，用標(biāo)準(zhǔn)化斜率|λ/n dn/dz|＞0.0004來表征。光阻擋元件在棱鏡的輸入側(cè)、輸出側(cè)或者輸入側(cè)與輸出側(cè)兩側(cè)上被放置在光束的與棱鏡和所測樣品之間的接觸平面最靠近的那部分中。光阻擋元件阻止來自光源的光沿著光路到達(dá)棱鏡-樣品耦合界面的長度的一部分、阻止從前述長度的一部分反射的光到達(dá)檢測器、或當(dāng)使用輸入光阻擋元件以及輸出光阻擋元件時阻止兩者。光阻擋元件中的至少一個具有與距棱鏡-樣品耦合的平面的距離相關(guān)(as a function of)的可變透射率，其中，透射率隨著距前述耦合平面的距離增加而增加?？勺兺干渎实墓庾钃踉欠菆A形孔徑。

本公開的另一個方面是要提供改善波導(dǎo)模譜的棱鏡耦合測量中的對比度的方法。所述方法包括：在具有輸入表面與輸出表面的棱鏡的耦合表面與波導(dǎo)樣品的表面之間形成棱鏡-樣品耦合界面；以及將不透明的光阻擋元件設(shè)置在從光源發(fā)出的光束的路徑的一部分中，所述部分最靠近耦合表面與波導(dǎo)樣品之間的接觸平面，其中，不透明的光阻擋元件被設(shè)置在輸入表面與輸出表面中的至少一個中。波導(dǎo)樣品具有從表面延伸到波導(dǎo)樣品與棱鏡中的具有減小的折射率(具有標(biāo)準(zhǔn)化斜率|λ/n dn/dz|＞0.0004)的表面區(qū)域。不透明的光阻擋元件阻止光束的至少一部分沿著光束的路徑到達(dá)棱鏡-樣品耦合界面的一部分、阻止從棱鏡-樣品耦合界面反射的光的第一部分到達(dá)檢測器、并允許從棱鏡-樣品耦合界面反射的光的第二部分到達(dá)檢測器。在對應(yīng)于最低階模式的位置處所述第二部分到達(dá)檢測器，并且不超過最低階模式的最大可能有效耦合長度的7倍和7mm中的較小者。

在另一方面，提供了改善波導(dǎo)模譜的棱鏡耦合測量中的對比度的方法。所述方法包括：在棱鏡的耦合表面與波導(dǎo)樣品的表面之間形成棱鏡-樣品耦合界面，波導(dǎo)樣品具有從表面延伸到波導(dǎo)樣品中的具有減小的折射率(具有標(biāo)準(zhǔn)化斜率|λ/n dn/dz|＞0.0004)的表面區(qū)域，且所述棱鏡具有輸入表面及輸出表面且所述棱鏡具有輸入表面及輸出表面；以及將不透明的光阻擋元件設(shè)置在輸入表面與輸出表面中的至少一個上、并在從光源發(fā)出的光束的路徑的一部分中，所述部分最靠近耦合表面與波導(dǎo)樣品之間的接觸平面；不透明的光阻擋元件阻止從棱鏡-樣品耦合界面反射的光的第一部分到達(dá)檢測器，并在對應(yīng)于最低階模式的位置處允許從棱鏡-樣品耦合界面反射的光的第二部分到達(dá)檢測器，并且不超過最低階模式的最大可能有效耦合長度的7倍與7mm中的較小者。

這些以及其他方面、優(yōu)勢以及顯著特征在以下詳細(xì)描述、附圖、以及所附權(quán)利要求中將成為顯而易見的。

附圖說明

圖1是示例棱鏡-耦合系統(tǒng)的示意圖；

圖2是圖1的棱鏡-耦合系統(tǒng)的光電檢測器系統(tǒng)的示意性特寫圖；以及

圖3是使用具有厚度d1以及折射率n_f的相接流體與離子交換襯底相接的示例耦合棱鏡的示意性特寫圖。

圖4示出了對于照片a、b、c、以及d，具有Δn≈0.015并分別具有21μm、14μm、10μm、以及8.2μm的層深度(DOL)的離子交換區(qū)域的模式耦合譜；

圖5是沿著耦合棱鏡與測量的襯底之間的耦合界面從特定平面波耦合到襯底的波導(dǎo)中的光的電場振幅的兩個分布的圖示；

圖6是示出了插入輸入光束的頂部部分中以減少沿著x具有相對均勻的波導(dǎo)模式場振幅的那部分的長度，同時保留由于來自棱鏡的光的耦合而具有波導(dǎo)中的場的沿x快速增長的振幅的那部分的光阻擋件(light block)的圖示。

圖7是示出了插入輸入光束中的可變衰減器的圖示；

圖8A與圖8B是示出了可被用于圖7中所示的配置中的空間可變衰減器的兩個示例的圖示；

圖9A是在沒有光阻擋的情況下測得的雙離子交換波導(dǎo)的TM模式譜；

圖9B是在光阻擋件被放置在距棱鏡中心的棱鏡輸入側(cè)上且光阻擋件被放置在棱鏡的輸出側(cè)上的情況下測得的雙離子交換波導(dǎo)的TM模式譜；

圖10是示出了將光阻擋件放置在距棱鏡的顯著距離如何可被用于提供所測量的有效折射率范圍的兩端之間的有效相互作用長度的差值的示圖；以及

圖11是示出了同時提高低階模式的對比度以及保留檢測圖9A和圖9B的雙離子交換樣品的所有模式的能力的照片。

具體實(shí)施方式

在以下描述中，在附圖所示的若干視圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同或相應(yīng)的部件。還應(yīng)理解的是，除非另外指明，諸如“頂部”、“底部”、“向外”、“向內(nèi)”等的術(shù)語是便利的用語且不應(yīng)被解釋成限制性術(shù)語。此外，每當(dāng)一個組被描述為包括一組元素及其組合中的至少一個，應(yīng)理解該組可包括任意數(shù)量的所述那些元素、主要由任意數(shù)量的所述那些元素構(gòu)成、或由任意數(shù)量的所述那些元素構(gòu)成，無論那些元素是單獨(dú)的還是彼此組合的。類似地，每當(dāng)一個組被描述為由一組元素及其組合中的至少一個構(gòu)成時，應(yīng)理解該組可由任意數(shù)量的所述那些元素構(gòu)成，無論那些元素是單獨(dú)的還是彼此組合的。除非另外指明，敘述時值的范圍包括范圍的上限值與下限值兩者以及它們之間的任何范圍。如本文所使用的，不定冠詞“一”、“一個”以及相應(yīng)的定冠詞“該”是指“至少一個”或者“一個或多個”，除非另外指出。還要理解說明書和附圖中所公開的各個特征可按任何以及所有組合使用。

如本文所使用的，術(shù)語“玻璃制品”以及“玻璃制品(多個)”在它們最寬泛的意義中使用，以包括完全地或部分地由玻璃制成的任何物體。除非另外指明，將所有成分表達(dá)成摩爾百分比(mol％)的形式。

使用本領(lǐng)域中已知的那些手段來測量圧縮應(yīng)力和層深度。這種手段包括但不限于：使用商業(yè)可購得的儀器(諸如由Luceo公司(東京，日本)制造的FSM-6000等)測量表面壓力(FSM)，以及在題為“化學(xué)強(qiáng)化平板玻璃的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范(Standard Specification for Chemically Strengthened Flat Glass)”的ASTM 1422C-99中以及題為“退火的、熱強(qiáng)化的以及完全鋼化的平板玻璃中的邊緣應(yīng)力及表面應(yīng)力的非破壞性光彈性測量的標(biāo)準(zhǔn)測試方法(Standard Test Method for Non-Destructive Photoelastic Measurement of Edge and Surface Stresses in Annealed,Heat-Strengthened,and Fully-Tempered Flat Glass)”的ASTM 1279.19779中描述了測量壓縮應(yīng)力與層深度的方法，它們的內(nèi)容通過引用整體結(jié)合于此。表面應(yīng)力測量依賴于對應(yīng)力光學(xué)系數(shù)(SOC)的精確測量，所述應(yīng)力光學(xué)系數(shù)與玻璃的雙折射相關(guān)。進(jìn)而由本領(lǐng)域中已知的那些方法來測量SOC，諸如光纖以及四點(diǎn)彎曲方法(這兩種方法在題為“測量玻璃應(yīng)力-光學(xué)系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)測試方法(Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient)”的ASTM標(biāo)準(zhǔn)C770-98(2008)中描述，其通過引用被整體結(jié)合于此)、以及散裝缸(bulk cylinder)法。

一般地參見附圖，且特別參見圖1，將會理解圖示是出于描述特定實(shí)施例的目的并且不旨在將本公開或所附權(quán)利要求局限于此。附圖不一定按比例繪制，并且為了清楚和簡明，附圖的某些特征和某些視圖可被顯示為成比例地或示意性地放大。

圖1是適合實(shí)施測量如本文所公開的離子交換襯底20(包含陡峭且淺的近表面區(qū)域R1)的TE模譜及TM模譜的方法的示例棱鏡-耦合系統(tǒng)(“系統(tǒng)”)10的示意圖。在示例中，離子交換襯底20構(gòu)成化學(xué)強(qiáng)化玻璃，諸如由紐約州康寧市的康寧公司(Corning,Incorporated)制造的玻璃

系統(tǒng)10包括配置成保持襯底20的襯底保持器30。然而，在替代的實(shí)施例中，不需要襯底保持器30。系統(tǒng)10還包括耦合棱鏡40，所述耦合棱鏡40包括輸入表面42、耦合表面44、以及輸出表面46。耦合棱鏡40具有折射率n_p>n_s。耦合棱鏡40通過使耦合-棱鏡耦合表面44與襯底頂表面22進(jìn)入光學(xué)接觸而與襯底20相接，藉此限定了包括相接流體52的襯底-棱鏡界面(“界面”)50。下文討論了耦合棱鏡40是如何與離子交換襯底20相接的細(xì)節(jié)。

在示例實(shí)施例中，耦合棱鏡40具有梯形的、彎曲的、或其他橫截面形狀，而非通過示例在圖1中示出的三角形橫截面形狀。此處術(shù)語“彎曲的”指的是輸入表面42和/或輸出表面46可以是彎曲的情況，諸如圓柱形表面或球形表面。

繼續(xù)參見圖1，系統(tǒng)10包括分別穿過耦合棱鏡40的輸入表面42與輸出表面46，以在考慮棱鏡/空氣界面處的折射之后大體在界面50處會聚的光軸A1及光軸A2。系統(tǒng)10沿著軸A1依次包括：發(fā)射波長λ的測量光62的光源60、可替代地包括在軸A2上的檢測器路徑中的可選的濾光器66、形成散射光62S的可選的光散射元件70、以及形成聚焦的(測量)光62F的可選的聚焦光學(xué)系統(tǒng)80，如下文所解釋的。因此，在系統(tǒng)10的示例中，在光源60與棱鏡輸入表面42之間沒有光學(xué)元件。

系統(tǒng)10還從耦合棱鏡40起沿著軸A2依次包括：具有焦平面92和焦距f并接收如下文所解釋的反射光62R的收集光學(xué)系統(tǒng)90、TM/TE偏振器100、以及光電檢測器系統(tǒng)130。軸A1限定光源60與耦合-棱鏡耦合表面44之間的光路OP1的中心。軸A2限定耦合表面44與光電檢測器系統(tǒng)130之間的光路OP2的中心。注意到，由于折射，軸A1與軸A2可分別在輸入表面42及輸出表面46處是彎曲的。它們還可通過在光路OP1和/或OP2中插入鏡子而被分成子路徑。

在示例中，光電檢測器系統(tǒng)130包括檢測器(相機(jī))110以及幀抓取器120。在下文討論的其他實(shí)施例中，光電檢測器系統(tǒng)130包括CMOS或CCD相機(jī)。圖2是TM/TE偏振器以及光電檢測器系統(tǒng)130的檢測器110的特寫立體圖。光電檢測器系統(tǒng)130包括光敏表面112。光敏表面112處于收集光學(xué)系統(tǒng)90的焦平面92中，其中，光敏表面大體垂直于軸A2。這用于將離開耦合棱鏡輸出表面46的反射光62R的角分布轉(zhuǎn)換為光在相機(jī)110的傳感器平面處的橫向空間分布。在示例的實(shí)施例中，光敏表面112包括像素，即，檢測器110是數(shù)字檢測器，例如數(shù)字相機(jī)。

將光敏表面112分裂成TE部分112TE和TM部分112TM允許同時記錄反射光62R的TE偏振和TM偏振的角反射譜(模譜)的數(shù)字圖像?？紤]到系統(tǒng)參數(shù)會隨著時間漂移，此同時檢測消除了可由在不同時間進(jìn)行TE測量與TM測量而引起的測量噪聲源。

示例光源60包括激光器、發(fā)光二極管、以及諸如熱絲燈及石英燈之類的較寬帶寬源。由光源60產(chǎn)生的光62的示例操作波長λ可包括近紫外波長、可見波長以及紅外波長。

系統(tǒng)10包括控制器150，該控制器150被配置成控制系統(tǒng)的操作?？刂破?50還被配置成接收并處理來自光電檢測器系統(tǒng)130的圖像信號SI，所述圖像信號SI表示捕捉的TE與TM模譜圖像?？刂破?50包括處理器152和存儲器單元(“存儲器”)154。控制器150可經(jīng)由光源控制信號SL來控制光源60的激活與操作，并且接收并處理來自光電檢測器系統(tǒng)130(例如，來自如圖所示的幀抓取器120)的圖像信號SI。

在示例中，控制器150包括計算機(jī)并包括用于從計算機(jī)可讀介質(zhì)(諸如，軟盤、CD-ROM、DVD、MOD、閃存驅(qū)動器或諸如網(wǎng)絡(luò)或因特網(wǎng)之類的另一個數(shù)字源)讀取指令和/或數(shù)據(jù)的讀取設(shè)備，例如，軟盤驅(qū)動器、CD-ROM驅(qū)動器、DVD驅(qū)動器、磁光盤(MOD)設(shè)備(未示出)或包括網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備(諸如以太網(wǎng)設(shè)備(未示出))的任何其他數(shù)字設(shè)備?？刂破?50被配置成執(zhí)行儲存在固件和/或軟件(未示出)中的指令，包括用于實(shí)施本文公開的表面雙折射性/應(yīng)力測量的信號處理指令。在示例中，術(shù)語“控制器”和“計算機(jī)”是可互換的。

控制器150是可編程的，以執(zhí)行本文所述的功能，包括系統(tǒng)10的操作以及圖像信號SI的上述信號處理，以便實(shí)現(xiàn)對襯底20的應(yīng)力特性的測量，諸如應(yīng)力分布S(x)、雙折射、或壓縮應(yīng)力CS。如本文中所使用的，術(shù)語“計算機(jī)”不僅僅限于本領(lǐng)域中被稱為計算機(jī)的那些集成電路，而寬泛地指代計算機(jī)、處理器、微控制器、微計算機(jī)、可編程邏輯控制器、專用集成電路、以及其它可編程電路，且這些術(shù)語在本文中可互換地使用。

軟件可實(shí)現(xiàn)或有助于本文所公開的系統(tǒng)10的操作的執(zhí)行，包括上述的信號處理。軟件可被可操作地安裝在控制器150中，且尤其在處理器152和存儲器154中。軟件功能可涉及編程，包括可執(zhí)行代碼，并且這些功能可用于實(shí)現(xiàn)本文所公開的方法。這種軟件代碼可由通用計算機(jī)或由下文描述的處理器單元來執(zhí)行。

在操作中，代碼以及可能地相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)記錄被存儲在通用計算機(jī)平臺內(nèi)、處理器152內(nèi)和/或存儲器154中。然而，在其它時候，軟件可被存儲在其它位置處和/或被運(yùn)輸以加載到合適的通用計算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)。因此，本文所討論的實(shí)施例涉及以由至少一個機(jī)器可讀介質(zhì)攜帶的一個或多個代碼模塊為形式的一個或多個軟件產(chǎn)品。由計算機(jī)系統(tǒng)150的處理器152或由處理器單元執(zhí)行這種代碼使得平臺能夠基本上以本文所討論和示出的實(shí)施例中執(zhí)行的方式來實(shí)現(xiàn)目錄和/或軟件下載功能。

控制器150和/或處理器152各自可采用計算機(jī)可讀介質(zhì)或機(jī)器可讀介質(zhì)(例如，存儲器154)，這指的是參與向處理器提供指令以用于執(zhí)行的任何介質(zhì)，包括例如，確定襯底20的表面雙折射/應(yīng)力的量或應(yīng)力分布S(x)。存儲器154構(gòu)成計算機(jī)可讀介質(zhì)。這樣的介質(zhì)可采取許多形式，包括但不限于非易失性介質(zhì)、易失性介質(zhì)和傳輸介質(zhì)。非易失性介質(zhì)包括，例如，光盤或磁盤，諸如作為以上所討論的服務(wù)器平臺之一操作的任何計算機(jī)中的存儲設(shè)備中的任何一個。易失性介質(zhì)包括動態(tài)存儲器，諸如這種計算機(jī)平臺的主存儲器。物理傳輸介質(zhì)包括同軸線纜、銅線和光纖，包括包含計算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的總線的線。

因此，計算機(jī)可讀介質(zhì)的常見形式包括：例如，軟盤、軟磁盤、硬盤、磁帶、閃存驅(qū)動器以及任何其它磁介質(zhì)；CD-ROM、DVD以及任何其它光介質(zhì)；不常用的介質(zhì)，諸如穿孔卡片、紙帶以及具有孔圖案的任何其他物理介質(zhì)；RAM、PROM、EPROM、FLASH-EPROM以及任何其它存儲器芯片或磁帶盒；傳播數(shù)據(jù)或指令的載波、傳播這種載波的電纜或鏈路、或計算機(jī)可從中讀取編程代碼和/或數(shù)據(jù)的任何其他介質(zhì)。可在將一個或多個指令的一個或多個序列運(yùn)載至處理器152以供執(zhí)行中涉及這些形式的計算機(jī)可讀介質(zhì)中的許多。

在示例中，控制器150被編程成基于所測量的模譜來確定離子交換襯底10的至少一個特性。示例特性包括：表面應(yīng)力、應(yīng)力分布、壓縮應(yīng)力、層深度、折射率分布以及雙折射。在示例中，控制器150被編程為執(zhí)行計算，如公開在A.Brandenburg的文章“離子交換玻璃波導(dǎo)中的應(yīng)力(Stress in Ion-Exchanged Glass Waveguides)”，光波技術(shù)雜志(Journal of Lightwave Technology)，LT-4卷，10期，1986年10月，1580-93頁。

系統(tǒng)10可以是商用棱鏡-耦合儀器(諸如，由日本東京的Orihara工業(yè)有限公司(Orihara Industrial Co.,Ltd.)制作并銷售的FSM-6000棱鏡-耦合儀器)的改進(jìn)版本。FSM-6000儀器表示在平坦離子交換玻璃中的高通量(high-throughput)非破壞性應(yīng)力測量中的現(xiàn)有技術(shù)，并利用在589nm下具有棱鏡折射率n_p＝1.72的耦合棱鏡40。FSM-6000使用具有折射率n_f＝1.64的折射率匹配流體。在FSM-6000儀器中，從前兩個撗磁(TM)模式以及前兩個橫電(TE)模式的有效折射率n_eff來計算表面壓縮應(yīng)力(CS)，而基于線性折射率分布假設(shè)，觀察到的模式的總數(shù)量連同襯底折射率以及上述前2個模式的有效折射率一起用于層深度(DOL)計算。

圖3是如使用相接流體52與離子交換襯底20相接的耦合棱鏡40的特寫橫截面圖。耦合棱鏡角α連同耦合角θ、出射角β₂以及表面法線N一起被示出。相接流體52具有厚度d1以及上述流體折射率n_f。相接流體的示例類型是油，諸如折射率匹配油。

使用相接流體52不是作為折射率匹配層本身，而是作為“勢壘(potential barrier)”，它的參數(shù)可用于控制測量光62F在耦合棱鏡40與襯底20之間的耦合強(qiáng)度。以此方式，盡管每單位傳播長度的大量反彈，可使耦合到近表面模式的測量光62F的強(qiáng)度隨著傳播距離較慢地衰減。這可允許比使用折射率匹配流體時更窄且更深(并因此更尖銳的)耦合共振。出于該目的，代替選擇具有比所測量模式的折射率高的折射率的油，而選擇具有比所測量模式的折射率低的折射率(即n_f<n_eff)的相接流體53。

在示例的實(shí)施例中，相接流體52的厚度d1至少與防止過耦合的閾值厚度d1_TH一樣大，從而限制將由模式雙折射率B_m對厚度d1的高靈敏度引起的誤差。

系統(tǒng)10、光電探測器系統(tǒng)110、以及耦合棱鏡在Rostislav Vatchev Roussev等人于2013年10月30日提交且題為“用于測量具有陡峭折射率區(qū)域的離子交換玻璃的模譜的裝置及方法(Apparatus and Methods for Measuring Mode Spectra for Ion-Exchanged Glasses Having Steep Index Region)”的美國臨時專利申請?zhí)?1/897,546、以及Rostislav Vatchev Roussev等人2013年7月31日提交的且題為“具有用于雙離子交換玻璃的提高的模譜對比度的棱鏡耦合方法(Prism Coupling Methods with Improved Mode Spectrum Contrast for Double Ion-Exchanged Glass)”的美國臨時專利申請?zhí)?1/860,560中描述，這些申請的內(nèi)容通過引用整體結(jié)合于此。

圖4示出了對于照片a、b、c、以及d，具有Δn≈0.15并分別具有21μm、14μm、10μm、以及8.2μm的DOL的離子交換區(qū)域的模式耦合譜。對于光譜a、b、c、以及d，折射率分布的標(biāo)準(zhǔn)化斜率分別大約為-0.0003、-0.0004、-0.0006、以及-0.0007。圖4示出了耦合共振的對比度(圖中的暗條紋)是如何顯著惡化的，且對于寬度是如何顯著增加的。此效應(yīng)導(dǎo)致存在圖像噪聲的情況下對淺陡峭區(qū)域的模式的自動捕捉的困難。此外，當(dāng)成功捕捉到模式時，測量到的應(yīng)力經(jīng)受顯著的標(biāo)準(zhǔn)差，這由于對精確的處理與質(zhì)量控制的需要，而是成問題的。

耦合譜在模式耦合強(qiáng)時具有不良對比度。本發(fā)明人已經(jīng)意識到具有陡峭變化的折射率的淺區(qū)域的波導(dǎo)的低階、強(qiáng)耦合模式的不良對比度在噪聲存在的情況下測量應(yīng)力時，導(dǎo)致大的標(biāo)準(zhǔn)差。這對于雙離子交換部分(其中，首先通過K對Na離子交換來獲得化學(xué)強(qiáng)化，并且通過引入到玻璃的近表面區(qū)域中的第二離子交換來實(shí)現(xiàn)抗菌功效)尤其如此。當(dāng)富K的鹽中的短離子交換產(chǎn)生淺區(qū)域時(其中，K₂O濃度從表面到大約5μm的深度減少了>5mol-％(圖4的c、d))也觀察到同樣的問題。所述問題類似地發(fā)生在雙離子交換分布的測量中，其中在包含NaNO₃與KNO₃兩者(其中NaNO₃濃度>20重量-％)的浴(bath)中的第一長離子交換產(chǎn)生具有相對小的斜率的深分布，并且在具有低NaNO₃含量(<2重量-％)的浴中的第二短離子交換在表面附近(其中，K₂O濃度在最開始的5微米內(nèi)降低了超過約5mol-％)產(chǎn)生淺的區(qū)域。

在一個示例中，本公開涉及使用被用于測量應(yīng)力的棱鏡-耦合系統(tǒng)(諸如FSM-6000)來進(jìn)行測量。在該系統(tǒng)中，棱鏡具有1.72的折射率，所測量的玻璃襯底具有大約1.5的折射率，且使用具有在棱鏡的折射率與樣品表面的折射率之間的折射率中值的液體(油)，以允許光在棱鏡和襯底之間通過，從而允許耦合。在另一個示例中，棱鏡與襯底之間的液體可具有比襯底的折射率低的折射率，但被限制在淺陡峭區(qū)域的低階模式的耦合仍然顯著強(qiáng)于散布在波導(dǎo)的深區(qū)域的高階模式的耦合，從而導(dǎo)致低階模式測量的降低的精度。

低階模式的不良對比度是由于兩個主要因素。第一，低階模式的較強(qiáng)耦合導(dǎo)致耦合共振的加寬(通過耦合強(qiáng)度與共振寬度之間的關(guān)系)。加寬可通過降低耦合強(qiáng)度而被減少，例如，通過增加用于實(shí)現(xiàn)棱鏡與樣品之間的耦合的折射率油之間的折射率差。例如，將油折射率從1.64的通用值增加到1.72的值(等于棱鏡折射率)幫助使共振變窄并提高對比度。耦合的強(qiáng)度還可通過使用襯底與棱鏡之間的低折射率區(qū)域來加以控制。此方法允許耦合共振的寬度的更實(shí)質(zhì)性減小，但是即使在這種情況下，低階模式在一些情況中(當(dāng)必須增加它們的耦合以便實(shí)現(xiàn)分布的深區(qū)域的較高階模式的充分耦合)可能是寬的。因此，用于進(jìn)一步增加對比度的附加方法即使在此情況下是有價值的。

已被發(fā)現(xiàn)降低對比度的第二機(jī)制是耦合到離子交換區(qū)域的導(dǎo)模內(nèi)的光與從這些導(dǎo)模耦合回至棱鏡的光之間的平衡。具體而言，當(dāng)對來自棱鏡-樣品界面的反射的角譜執(zhí)行暗線測量時，測量依賴于耦合到導(dǎo)模中的光不存在于反射譜中，因此導(dǎo)致在相應(yīng)的耦合角度處的暗線。如果光從特定導(dǎo)模耦合回至棱鏡，那么它以在檢測器上的暗線的位置處(對應(yīng)于該模式的耦合的角度)增加的強(qiáng)度結(jié)束，從而導(dǎo)致該模式的共振的降低的對比度。

圖5是沿著耦合棱鏡與測量的襯底之間的耦合界面從特定平面波耦合到襯底的波導(dǎo)中的光的電場振幅的兩個典型分布的圖示。距離x₀示出在其上振幅沿著傳播方向x大幅度增加的距離。當(dāng)棱鏡耦合小面(facet)的照明相對均勻時，距離x₀大約等于強(qiáng)耦合到棱鏡的模式的最大耦合長度。場分布是平坦的或沿著x減小的波導(dǎo)的部分貢獻(xiàn)了暗譜線的對比度中的降低。

使x為沿著棱鏡-襯底界面從光源的那側(cè)行至檢測器的那側(cè)的方向(圖5)。從棱鏡側(cè)查看特定角度的照明，如果由該角度處的照明波貢獻(xiàn)的棱鏡接觸表面處的電場的振幅沿著棱鏡-襯底界面是均勻的，則耦合到波導(dǎo)中的光的振幅A(x)因?yàn)楦嗟墓怦詈系讲▽?dǎo)中而沿著x增加。隨著波導(dǎo)中的光的量隨x而增加，光開始耦合回至棱鏡，且波導(dǎo)中的光振幅的增加速率變得更小。如果耦合是強(qiáng)的，則在波導(dǎo)-棱鏡界面的輸入端和輸出端之間的某處的位置x₀處獲得波導(dǎo)模式中的光的振幅飽和的情況可發(fā)生。對于沿著波導(dǎo)的模式場振幅是恒定的x>x0的波導(dǎo)的部分，從棱鏡到波導(dǎo)的凈耦合大約為0，因?yàn)樵谠摬糠种?，與從棱鏡耦合到波導(dǎo)的光的量類似量的光從波導(dǎo)耦合回至棱鏡。在檢測器處的光譜的圖像中，從x>x0的位置反射的光不貢獻(xiàn)有用的信號，但它確實(shí)增加了照明背景，因此導(dǎo)致對比度的降低。在棱鏡出射小面附近的波導(dǎo)的部分隨著x增加而具有減小的模式場振幅。此部分對對比度具有更糟糕的影響，因?yàn)樵谠摬糠种校啾葟睦忡R耦合到波導(dǎo)的光，更多的光從波導(dǎo)耦合到棱鏡，從而貢獻(xiàn)了與討論中的模式的暗線對應(yīng)的特定出射角處的亮度增加，嚴(yán)重地降低了相對于相鄰角度處的背景所測量的該模式的線的對比度。

為抵消這些效應(yīng)，本公開提供了三種類型的解決方案。在一個實(shí)施例中，插入光阻擋件或光孔徑，所述光阻擋件或光孔徑將照明的開始轉(zhuǎn)移更靠近棱鏡的端部，因此減少了x>x0的恒定振幅區(qū)域的分?jǐn)?shù)，并因此降低了它對對比度的負(fù)面影響。圖6示出了插入輸入光束的頂部部分中的光阻擋件可被用于減少沿著x具有相對均勻的波導(dǎo)模式場振幅的那部分的長度，同時保留由于耦合來自棱鏡的光而具有波導(dǎo)中的場的沿x快速增長的振幅的那部分。插入出射光束的頂部部分中的第二光阻擋件阻擋了從波導(dǎo)的具有平坦的或沿著x減小的振幅的那部分向外耦合的光。兩個光阻擋件都工作以緩解由于沿著x波導(dǎo)模式中的平坦的或降低的場振幅(或強(qiáng)度)的部分造成的對比度的損失。圖6中還包括這種情況下電場振幅A(x)沿著波導(dǎo)的示例分布，示出了恒定振幅區(qū)域的大幅度減少。此解決方案在一些情況中可具有使較高階模式的較窄譜線中的一些加寬的負(fù)面效應(yīng)，因?yàn)樗鼘?dǎo)致有效光束孔徑減小光束沿著x被阻擋的部分與棱鏡-樣品界面的總長度的比率。在一些情況中，可發(fā)生另一個負(fù)面效應(yīng)，因?yàn)榕c低階導(dǎo)模相關(guān)聯(lián)的角譜的部分相比于與高階模式對應(yīng)的部分經(jīng)歷顯著得多的強(qiáng)度減小。這可導(dǎo)致與角度相關(guān)的強(qiáng)度背景的實(shí)質(zhì)性且變化的斜率，針對該角度與導(dǎo)模對應(yīng)的暗線被檢測到。進(jìn)而，其可由于與模式對應(yīng)的強(qiáng)度極小值的位置的輕微移位而在測量中引入一些誤差。從相反意義上說，可通過調(diào)整遠(yuǎn)處光源的高度并利用光源的角梯度來減輕這種影響。

在另一個實(shí)施例中，所述解決方案涉及將光阻擋件插入出射光束中(也在圖6中示出)，所述光阻擋件阻擋來自沿著x具有減小的模式場振幅的區(qū)域的光，并可選地阻擋來自沿著x具有近恒定模式場振幅的區(qū)域的光。事實(shí)上，插入輸入光束中的光阻擋件與插入輸出光束中的另一個光阻擋件的組合允許用于減輕強(qiáng)耦合模式的降低的模式對比度的影響的最大靈活性。

在一個示例中，已經(jīng)通過在光束的輸入側(cè)和輸出側(cè)插入光阻擋件而觀察到對于抗菌玻璃的對比度的實(shí)質(zhì)性改善以及表面壓縮應(yīng)力(CS)測量的標(biāo)準(zhǔn)差從>50MPa到<10MPa的減小。光阻擋件是垂直的，在任一側(cè)上距棱鏡的中間大約12mm的距離對稱地放置，且其中，光阻擋件的下端被定位在棱鏡-樣品耦合界面的平面之下5mm。輸入光束與輸出光束在光阻擋件的5mm深度之上的那些部分被完全阻擋。在另一個示例中，對于在頂部10微米中具有K濃度的陡峭下降的區(qū)域的玻璃樣品，CS的標(biāo)準(zhǔn)差通過在棱鏡的任一側(cè)上將光阻擋件對稱地放置在相同位置處(使得光阻擋件的底部在棱鏡-樣品耦合界面的平面之下4mm)而被減少至5-15MPa的范圍。輸入光束與輸出光束在光阻擋件的底部之上的那些部分被完全阻擋。在兩個示例中，光阻擋件被實(shí)現(xiàn)為具有100μm與200μm之間的厚度的黑色膠帶的不透明矩形。

在又一實(shí)施例中，所述解決方案涉及沿著x軸引入棱鏡基底的照明的梯度，如在圖7(其是示出插入輸入光束中的可變衰減器的圖示)中所示。隨著朝著光束的頂部的增加的衰減，衰減器可被用于以沿著x的恒定的或減小的振幅的部分為代價，拉伸沿著x的波導(dǎo)模式的增加的振幅的那部分，從而有助于減輕由于沿著x的恒定的或減小的振幅的部分造成的對比度降低的影響。具體而言，為更好地檢測暗線，提出了照明的正梯度，其中，棱鏡基底的場強(qiáng)度沿著x增加。在此情況下，沿著x軸朝向檢測器側(cè)上的棱鏡出射小面拉伸波導(dǎo)內(nèi)具有增加的場振幅的區(qū)域。振幅A(x)沿著x軸的此連續(xù)增加幫助降低恒定振幅區(qū)域通常將貢獻(xiàn)的增加的背景的影響。在圖7中示出的示例中，這是通過在光源側(cè)插入具有衰減的梯度的衰減器來實(shí)現(xiàn)的，以在更靠近棱鏡-樣品界面的一側(cè)上的高衰減，以及在更靠近與耦合界面相對的棱鏡邊緣的底側(cè)上的降低的衰減開始。

可通在檢測器側(cè)上插入梯度衰減器來實(shí)現(xiàn)類似的效果。在此情況下，波導(dǎo)中的場振幅的分布將類似于具有近恒定振幅的延伸區(qū)域的圖5的分布。然而，梯度衰減器可被布置成其高衰減側(cè)更靠近耦合界面，從而對來自恒定振幅區(qū)域以及減小振幅區(qū)域的光提供強(qiáng)衰減，因此降低信號不良背景。同時，它將對來自區(qū)域x<x0的光(其具有高對比度)提供弱衰減。

上文描述的三個實(shí)施例的任何組合產(chǎn)生可被用于提高對比度的另一個實(shí)施例。例如，空間可變的衰減器可在頂部(暗側(cè))處具有完全阻擋光的部分，使它成為組合的可變衰減器/光阻擋件，其可被放置在輸入側(cè)、輸出側(cè)、或兩側(cè)上。

圖8A與圖8B示出了可在圖7的配置中使用的空間可變的衰減器的兩種實(shí)現(xiàn)。圖8A示出了上述梯度衰減器，其中衰減系數(shù)從底部到頂部增大。該梯度衰減器是具有從底部附近的低散射/吸收變化到頂部附近的高散射/吸收的不顯著散射與吸收的部分透明的襯底或膜，從而導(dǎo)致透射在頂部附近非常顯著地降低。圖8B示出了具有在底部附近使更多光通過且在頂部附近使更少光通過的形狀的光阻擋件(通過隨沿著高度方向的垂直坐標(biāo)改變中心開口的寬度)。圖8B通過使阻擋件的較小部分在頂部附近打開，實(shí)現(xiàn)了在棱鏡/光束的寬度上平均的類似效果。角度γ可被用于控制沿著棱鏡-襯底界面的照明的分布的梯度，并因此，控制沿著波導(dǎo)的模式場振幅的分布的梯度。

角度γ控制強(qiáng)度沿著x的改變速率。已經(jīng)確定了對于雙離子交換樣品的表面壓縮測量的對比度及標(biāo)準(zhǔn)差的改善(其中在熔融的KNO₃浴中產(chǎn)生第一離子交換，而在包含高達(dá)0.6重量-％的AgNO₃的KNO₃浴中產(chǎn)生第二離子交換)。當(dāng)輸入光束的頂部2-3mm在棱鏡中心之前的12mm位置處被完全阻擋，并且角度γ大約為30度、40度、以及50度時，獲得對比度的實(shí)質(zhì)性改善。其中，當(dāng)角度為大約40度時，觀察到最佳性能。照明強(qiáng)度沿著x的最佳改變速率可取決于對自動測量來說通常最具挑戰(zhàn)的最低階模式的耦合強(qiáng)度。

距離x₀可被稱作有效的有用相互作用長度L_eff，其在均勻照明的情況中等于l_m，其中，l_m是在沒有外部光正被耦合到波導(dǎo)中的區(qū)域內(nèi)，在其上模式m的光場由于耦合或其他損失沿著波導(dǎo)減小因子e的長度。在圖4中示出的示例中，棱鏡長度為25mm，而在圖4中的示例c與d中的模式的有用相互作用長度小于3mm，導(dǎo)致不良對比度。在抗菌玻璃的示例中，低階模式具有低于1.6mm的有用相互作用長度，在一些情況下低于1mm，且棱鏡長度為12mm。光阻擋件的插入將從其收集信號的長度降低到大約7mm。一般而言，當(dāng)相機(jī)從其收集信號的長度被減少到低于7L_eff，來自沿著x具有增加的模式振幅的區(qū)域的光被收集，且來自沿著x具有降低的模式振幅的區(qū)域的光被檢測器側(cè)上的光阻擋件實(shí)質(zhì)性拒絕時，觀察到對比度的實(shí)質(zhì)性改善。優(yōu)選地，光阻擋件確保信號是從棱鏡-樣品界面的通過光阻擋件的組合被減小到低于5L_eff的照明部分收集的。

現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)典型地在檢測器側(cè)包含孔徑，但它一般從大于10mm的長度中接受信號。此外，現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)具有被抬升到儀器頂部表面之上大約0.5mm的棱鏡耦合小面。系統(tǒng)的部分可阻擋來自光束頂部的小部分，這可取決于其中使用該系統(tǒng)的角譜的部分而略微地改變。一般而言，現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)被設(shè)計成使得從棱鏡長度的大部分(在實(shí)際現(xiàn)有技術(shù)示例中，其可以是12mm或25mm)收集光。在本文所描述的裝置與方法中，光阻擋件確保相機(jī)中的信號是從不超過8mm的照明長度收集的，且更好的結(jié)果在照明長度被減小到低于大約5mm時獲得。

圖9A示出了在沒有光阻擋的情況下測得的雙離子交換波導(dǎo)的TM模式譜，而下面的圖像示出了在4.5mm光阻擋件被放置在距棱鏡中心12mm的棱鏡輸入側(cè)上且3mm光阻擋件被放置在棱鏡輸出側(cè)上，同樣距中心12mm的情況下測得的雙離子交換波導(dǎo)的TM模式譜。被限制到分布的淺陡峭區(qū)域的低階模式的對比度的略微改善(圖9A與圖9B中的最左邊的條紋)允許表面應(yīng)力測量的標(biāo)準(zhǔn)差的實(shí)質(zhì)性減小。同時，如從亮條紋圖案轉(zhuǎn)變到從頂部圖像到底部圖像沒有可檢測條紋的暗區(qū)域的位置的移動所證實(shí)的，光阻擋導(dǎo)致光譜的兩個最右邊條紋消失。

圖9A與圖9B示出了當(dāng)使用光阻擋來改善分布(其具有淺陡峭區(qū)域以及折射率緩慢減小的非常深的區(qū)域兩者)的低階模式的對比度時的問題。當(dāng)光阻擋件相對靠近棱鏡放置時(在此示例中，其距棱鏡中心12mm，并距最靠近的棱鏡邊緣6mm)，其以近似相同的量減小所有模式的有效相互作用長度，從而導(dǎo)致主要在分布的非常深的區(qū)域中傳播的高階模式的通常非常窄的條紋的加寬。這種加寬可導(dǎo)致最靠近隔開的譜線中的一些的合并(圖9B中的消失的最右邊條紋)，且它們不能被自動的圖像處理軟件檢測到。

在相關(guān)的實(shí)施例中，利用光阻擋件與棱鏡之間的相對大的距離來實(shí)現(xiàn)隨著被測量的模式的有效折射率變化的測量的有效相互作用長度。在圖10中示出了顯示將光阻擋件LB放置在距棱鏡的顯著距離ΔL如何可被用于提供所測量的有效折射率范圍Δn_eff的兩端之間的有效相互作用長度中的差值Δx(具有相應(yīng)的棱鏡出射角范圍Δβ₂)的圖示。在此示例中，光阻擋件被放置在棱鏡的出射側(cè)上且在檢測器的臂(arm)中。具體而言，具有在表面附近具有迅速減小的折射率的陡峭淺區(qū)域，繼之以具有緩慢減小的折射率(從表面穿透>200λ/n，并具有標(biāo)準(zhǔn)化斜率的深區(qū)域的折射率分布需要光阻擋以用于改善限制在淺陡峭區(qū)域中的低階模式的對比度。同時，需要顯著的相互作用長度來能夠解析深入在緩慢減小折射率的區(qū)域中傳播的密集隔開的最高階模式。

在一個非限制性示例中，與光譜的模式的有效折射率對應(yīng)的光線的出射角β₂(相對于棱鏡的出射面的法向而測量的)顯著地小于1弧度(rad)，且與導(dǎo)模的有效折射率的整個光譜對應(yīng)的出射角的范圍是Δβ₂。在此實(shí)例中，放置在距棱鏡的最靠近邊緣距離ΔL的具有合適阻擋高度H的光阻擋件可賦予最低階模式與最高階模式之間的有效相互作用長度的差值Δx，使得:

例如，具有1.72的折射率與底角α+60°的棱鏡、具有1.505的最大折射率與1.492的最小折射率的雙離子交換區(qū)域具有Δβ₂≈20弧度以及相比于α可忽略的β₂，使得:

以上等式提供了控制有效折射率譜的寬度上的有效耦合長度的差值的手段，以緩解由于不能解析高階模式而造成的CS測量的精度與DOL測量的系統(tǒng)誤差之間的權(quán)衡的需要。

在圖11中示出了同時改善低階模式的對比度并保留檢測圖9A和圖9B的雙離子交換樣品的所有模式的能力。圖11中的頂部圖像示出了在沒有光阻擋的情況下獲得的TM模譜。圖11中的底部圖像示出了在放置在距較靠近的棱鏡邊緣距離ΔL＝82mm并具有從棱鏡水平耦合小面(參見圖10示意圖)測量的大約46mm的總高度的光阻擋件LB的幫助下捕獲的TM模譜。遠(yuǎn)離的光阻擋件在未對最高階耦合共振(圖11中的最右邊的條紋)進(jìn)行加寬的情況下，提高了低階模式的對比度。

通過將46mm高度的光阻擋件放置在距棱鏡邊緣80mm的距離處而在沒有損失DOL準(zhǔn)確度的情況下實(shí)現(xiàn)對比度的改善(圖11的底部圖像)。此光阻擋件的高度是通過計算與最低有效折射率對應(yīng)的光線的出射角，隨后考慮棱鏡形狀而計算的：

其中，n_sub是襯底折射率，在此選出以近似表示整個模譜的最低有效折射率。光阻擋件的位置和/或高度可需要在布置時略微地調(diào)整，以便獲得照明的均勻性與最低階模式的對比度之間的最佳平衡。

雖然出于說明的目的已經(jīng)闡述了典型實(shí)施例，但是以上的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對本公開或所附權(quán)利要求的范圍的限制。因此，在沒有背離本公開或所附權(quán)利要求的精神與范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可想到各種修改、調(diào)整、以及替換。