1 燕山大学电气工程学院，河北 秦皇岛 066004
2 燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室，河北 秦皇岛066004
在港口门机抓斗装卸干散货的作业过程中，人眼观察无法精确判断抓斗所在位置，会带来工作效率低下及安全性等问题。为解决该问题首次提出了一种基于深度学习的门机抓斗检测方法。利用改进的深度卷积神经网络YOLOv3-tiny 对抓斗数据集进行训练及测试，进而学习其内部特征表示。实验结果表明，基于深度学习的门机抓斗检测方法可实现门机抓斗检测速度每秒45 帧，召回率高达95.78%，在很好满足检测实时性与准确性的同时，提高了工业现场作业的安全性及效率。
抓斗检测 深度学习 空间金字塔池化 反转残差组 空洞卷积 grab detection deep learning YOLOv3-tiny YOLOv3-tiny SPP inverted residual group dilated convolution
1 厦门大学海洋与地球学院,近海海洋环境科学国家重点实验室，厦门 361005
2 新加坡国立大学物理系，新加坡 117551
本文通过先进的结构表征手段，证实了包括丝蛋白材料在内的多种柔性材料内存在典型的介观多级结构和晶体网络结构。由于柔性材料中介观结构特别是晶体网络结构对于其宏观性能的有决定性影响，全面深入了解内部晶体的生长动力学和晶体网络结构的介观重构尤为重要。根据丝蛋白分子折叠成丝蛋白材料的最新研究成果，将晶体研究的方法，包括结晶动力学，应用到柔性材料的研究之中后，确定丝蛋白材料的形成过程遵循典型的“成核-结晶”机理。不仅如此，通过定向设计和控制晶体网络的形成及关键结构参数，如晶体密度、取向度、掺杂分子成核引发剂等，还可以实现柔性材料的介观重构与介观功能化，为发展全新的柔性介观光、电子学提供了可能。
晶体生长 柔性材料 结晶动力学 晶体网络 介观结构 介观功能化 crystallization: soft material crystallization kinetics crystal network mesoscopic structure mesoscopic functionalization
1 中国科学院上海技术物理研究所 中科院红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室, 上海 200083
用水平集方法建立了碲镉汞的离子束刻蚀轮廓的数值模型, 模型的输入参数包括掩膜厚度、掩膜侧壁倾角、掩膜沟槽宽度、离子束散角、刻蚀速度等参数.对碲镉汞的刻蚀轮廓和刻蚀速度减缓现象进行了模拟和实验验证, 结果表明, 在沟槽宽度为4～10 μm的范围内, 计算得到的刻蚀深度和SEM测量结果相差6～20%.对掩膜的轮廓演变进行了模拟, 给出了一个优化设计掩膜厚度来提高深宽比的实例.
碲镉汞 离子束 刻蚀轮廓 水平集方法 刻蚀速度减缓 深宽比 HgCdTe ion beam etching profile the level set method etch lag aspect ratio
1 中国科学院上海技术物理研究所中国科学院红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100049
为了进一步提高入射到光敏元上的光能,针对光刻胶热熔法制备的微透镜的非球面面形,提出了一种结合有限元光线追迹和拉格朗日乘子法的设计方法。给定焦距,用该算法可以自动计算出所需的微透镜面形。为了验证算法的精度,对圆形孔径的焦斑均方根半径进行了模拟和理论计算,二者较为吻合。对三次有限元光线追迹的点列图误差进行了估计。计算了会聚到320 pixel×256 pixel背照射紫外焦平面探测器光敏元上的能量集中度,比较了具有不同圆角半径的方形孔径蓝宝石微透镜的效率。结果表明,具有6 μm圆角半径的方形孔径微透镜的能量集中度较高,为96%。
几何光学 光刻胶热熔 有限元 光线追迹 微透镜阵列 非球面
安徽理工大学 机械工程学院, 安徽 淮南 232001
针对传统微纳测量装置在测量过程中测头支撑机构刚度不可变化的问题, 设计了一种基于悬丝约束支撑的变刚度微纳测头。利用压电装置驱动柔顺导向机构产生位移, 以改变悬丝所受的轴向张紧力。基于应力刚化原理改变悬丝的横向刚度, 进而改变测头支撑机构的整体刚度, 以获得具有变刚度性能的新型微纳测头。根据测头支撑机构在测量过程中刚度的变化, 分别建立刚性和柔性模式下微纳测头Z向和横向的刚度理论模型。根据有限元仿真和刚度理论模型, 分别得到测头刚度随悬丝端面受力的变化曲线。对比测头刚度的仿真值和理论值, 得到测头Z向和横向刚度的平均相对误差分别为2.41%和4.72%, 结果表明理论模型具有较高的准确性。研究成果为该类型测头的变刚度控制奠定了前期理论基础。
变刚度 悬丝支撑 柔顺机构 应力刚化 刚度模型 variable stiffness suspending wire support compliant mechanism stress stiffening stiffness model
阵元数太多导致前视阵列SAR系统天线成本高和设计复杂，如何以较少的阵元数获取较高的成像质量是前视阵列SAR系统面临的重难点问题.根据系统成像质量要求，结合波束扫描、栅瓣抑制等技术，本文提出一种稀疏收发天线阵的设计方法.理论分析和仿真实验结果表明，该方法在保证一定成像质量的前提下，有效降低了阵元数量，提高了系统信噪比，具有一定的应用价值.
前视阵列SAR 阵列天线设计 波束形成 Chirp Scaling成像 forward-looking array SAR array antenna design beam forming Chirp Scaling imaging
1 西安通信学院 信息传输系, 西安 710106
2 西安电子科技大学 雷达信号处理重点实验室, 西安 710071
目标检测就是判断被监测对象是否出现, 是无线传感器网络应用的首要前提。由于传感器节点协作执行检测任务, 因此, 应用于通信网中的解耦和最大吞吐量的网络设计不能使系统检测性能最优。提出了集成物理层、MAC层和应用层的跨层设计, 设计了感知信息质量、信道状态和有效能量协同的传输控制策略, 该传输策略可以有效地调节节点和融合中心的通信使系统的检测性能最优。最后, 通过解决非线性约束优化问题分别为ALOHA和TDMA传感器网络得到最优的设计变量, 并与典型的解耦和最大吞吐量设计比较检测性能增益。
分布式检测 无线传感器网络 跨层设计 传输控制策略 distributed detection wireless sensor networks cross-layer design transmission control
1 中国科学院上海技术物理研究所 中科院红外成像材料与器件重点实验室
2 中国科学院上海技术物理研究所 传感技术国家重点实验室, 上海 200083
3 中国科学院上海技术物理研究所 中国科学院大学, 北京 100039
利用光刻胶作刻蚀掩模对半导体样品进行感应耦合等离子体干法刻蚀时发现光刻胶掩模在刻蚀后表面出现凸起和孔洞等异常现象, 等离子体会透过部分孔洞对样品表面产生刻蚀损伤。利用探针式表面轮廓仪和激光共聚焦显微镜对这些异常现象进行了分析, 认为是刻蚀时等离子体气氛中的紫外线对作为掩模的光刻胶进行了曝光作用而释放出一定量的氮气, 从而在光刻胶内外形成了压强差而使光刻胶局部表面产生微凸起; 当光刻胶的强度无法阻止内部氮气的膨胀时, 则会发生类似爆炸的效果, 在光刻胶表面形成孔洞状缺陷, 导致掩模保护作用的失效。
刻蚀 干法刻蚀 刻蚀掩模 光刻胶 感应耦合等离子体 etching dry etching etching mask photoresist inductively coupled plasma
1 中国科学院上海技术物理研究所 传感技术国家重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院上海技术物理研究所 中科院红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083
3 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室, 上海 200083
高深宽比离子束刻蚀技术是实现碲镉汞红外焦平面探测器的关键工艺技术.国内应用最广泛的双栅考夫曼刻蚀机束散角较大, 沟槽深宽比较低.针对Ar离子束刻蚀机, 尝试了三种提高深宽比的方法: 选择不同的光刻胶做掩模、改变刻蚀角度和使用三栅离子源, 并通过扫描电子显微镜(SEM)观察了碲镉汞刻蚀图形的剖面轮廓并计算了深宽比.分析了这些工艺方法对刻蚀图形轮廓的影响, 获得了一些有助于获得高深宽比的离子束刻蚀沟槽的实验结果.
碲镉汞 离子束刻蚀 深宽比 HgCdTe ion beam etching aspect ratio
1 中国科学院上海技术物理研究所 传感技术联合国家重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院研究生院, 北京 100049
用Ar＋离子束在p型HgCdTe(碲镉汞)上刻蚀出不同体积的环孔, 利用激光诱导电流方法测试转型后的n区宽度.研究发现, 在相同的刻蚀条件下, n区宽度取决于材料的汞空位浓度和被刻蚀HgCdTe体积.当被刻蚀HgCdTe体积相同时, n区宽度随汞空位浓度的增加呈线性减小；当汞空位浓度一定时, n区宽度随被刻蚀HgCdTe体积的增加呈线性增加.
激光诱导电流 p型HgCdTe Ar+离子束刻蚀 转型宽度 laser beam induced current p-HgCdTe Ar+ ion-beam milling conductivity type conversion
