1、偏振光

众所周知，光是一种电磁波，其振动方向与前进方向垂直，在所有与前进方向垂直的振动面上振动

如在光路中引入只允许某一振动方向光线通过的偏振滤片，就可获得偏振光，简称偏光。

2、双折射

玻璃是各向同性体，各方向的折射率相同。如玻璃中存在应力，各向同性的性质受到破坏，引起折射率变化，两主应力方向的折射率不再相同，即导致双折射。

折射率与应力值的关系由下式确定：nx-ny=CB（σx-σy）式中nx—x方向折射率 ny—y方向折射率 σx—x方向应力 σy—y方向应力 CB—应力光学常数，它是物性常数，仅与玻璃品种有关

3、光程差

当偏光透过厚度为t的有应力玻璃时，光矢会分裂为两个分别在x及y应力方向振动的分量。

如Vx、Vy分别为两光矢分量的速度，则透过玻璃所需的时间分别为tΠVx和tΠVy，两分量之间不再同步，而是存在光程差δ：δ=C(tΠVx-tΠVy)=t(nx-ny)式中 C—真空中光速结合上述二式，

即得到如下公式：（σx-σy）=δΠ（tCB）

即应力与光程差存在一定关系，一般借助光干涉原理测出光程差，从而计算出应力值。

想知道钢化原理，就要先知道玻璃的特性。

玻璃的理论强度与硬度都很高，但实际表现出高硬度，低强度，非常易碎。这是因为玻璃的粘度极大，在冷却时其原子按照应力平衡位置排列的的速度极慢，远远赶不上冷却的速度。玻璃里面很容易产生极大的应力，所以超过2mm厚的玻璃如果不退火，消除应力，那么不用碰它，它自己就会碎裂。

所以玻璃之所以表现出低强度，就是因为上述特性使玻璃表面产生了大量的微裂纹，这些裂纹非常小，只有在电子显微镜下才能观察到。但正是这些微裂纹造成了玻璃的实际强度大大小于理论强度。如果在受力时能阻止微裂纹的扩大，就能提高玻璃的实际强度。

物理钢化的工艺是加热玻璃到一定温度，然后两面均匀、快速冷却。原理是：快速冷却时，表面玻璃冷却速度快，内部冷却速度慢，内部原子位置调整时间长，体积趋向缩小，因此就会对表面玻璃产生巨大的拉应力。如同将一串珠子中间的绳子拉紧一样。这样，在玻璃受力时，内部巨大的拉力会阻止表面微裂纹的扩大，达到提高玻璃实际强度的目的。

也正因为应力巨大，所以钢化玻璃在遭到破坏时，释放的应力会使玻璃爆裂成小块，而且不会产生尖锐的角。

化学钢化是通过离子交换构成玻璃的表面压应力。

离子交换工艺的简单原理是在400LC左右碱盐溶液中，使玻璃表层中半径较小的离子与溶液中半径较大的离子交换，比如玻璃中的锂离子与溶液中的钠离子交换，玻璃中的钠离子与溶液中的钾离子交换，利用碱离子体积上的差别产生表层压应力。对厚玻璃的增强效果不甚明显，特别合适增2~4mm厚的玻璃。

化学钢化玻璃的优点是，其未经转变温度以上的高温进程，所以不会像物理钢化玻璃那样存在翘曲，表面平整度与原片玻璃1样，同时在强度和耐温度变化有1定提高，并可适当作切裁处理。化学钢化的缺点是随时间易产生应力松弛现象，目前已有保护性工艺措施，使化学钢化玻璃具有其他强化玻璃品种不可替换的利用特点。

玻璃的化学钢化产生于1种称之为离子交换的工艺。将玻璃浸入1个温度低于玻璃退火温度的融化盐池。

玻璃片为钠钙浮法玻璃和钠钙平板玻璃时，盐池中成份为硝酸钾。在浸入周期内，较大的碱性钾离子同较小的钠离子在玻璃表面产生置换，较大的钾离子嵌入由较小的钠离子构成的表面。

这类强化嵌入玻璃表面的深度只有数千分之1英寸，化学钢化玻璃的压应力可以到达10 000 psi(6.9107Pa)。 由于表面缺点的影响，上述压应力水平会大幅下降。

许多公布的数据或规范只是平均应力值。这明显意味着玻璃样品可以有较高的应力值，也能够有较低的应力值：在同1盐池生产出的化学钢化玻璃的应力值也会有很大差别。

化学钢化玻璃破碎时，不1定碎成小颗粒，其碎片状态可能类似于普通玻璃。因此这类玻璃不能用在需要安全玻璃的地方。

1些技术专家和研究人员宣称：离子交换实际上只有很少的份子在玻璃表面数百万分之1英寸深进行的，而不是像玻璃钢化协会手册上说明的数千分之1英寸。虽然化学钢化玻璃在处理完后可以被切割，但是切割进程会使切口两边1 in(25 mm)范围内的压应力完全丧失，使其回复到普通玻璃状态。

化学钢化玻璃广泛利用于眼镜和航空工业和电子行业中，对要求厚度小于1/8 in(3 mm)又要求有较高强度的玻璃，可以采取化学钢化。这类玻璃还可作为聚碳酸脂保护层使用。