1 华中科技大学智能制造装备与技术全国重点实验室，湖北 武汉 430074
2 湖北光谷实验室，湖北 武汉 430074
光刻热点检测是实现集成电路可制造性设计，保障集成电路芯片最终良率的关键。鉴于传统基于深度学习的光刻热点检测方法难以满足先进集成电路制造对检测精度的要求，提出了一种基于改进Yolov5s的检测算法，用于光刻版图热点缺陷的精确检测。通过将坐标注意力机制引入骨干网络，提高了Yolov5s模型对版图图形区域的关注度，进而极大地改善了基于Yolov5s的检测算法的光刻热点检测性能。与此同时，采用Sigmoid线性单元激活函数进一步完善整个神经网络的非线性表达，利用Scylla交并比损失函数更快速地定量评估边界框回归损失，提高了热点检测算法的收敛速度和精度。将ICCAD（The International Conference on Computer-Aided Design）2012竞赛基准、经光学邻近校正优化后的光刻图形作为数据集对所提算法开展性能测试实验，验证了热点检测算法的优异检测精度。实验结果表明，该算法的平均准确率、平均召回率、平均F1-score和均值平均精度分别达到97.7%、98.0%、97.8%和98.4%，显著优于其他光刻热点检测算法，展示了良好的应用前景。
光刻热点检测 改进Yolov5s 检测精度 坐标注意力机制 Sigmoid线性单元激活函数 Scylla交并比损失函数 激光与光电子学进展
2023, 60(24): 2422001
1 大连理工大学材料科学与工程学院辽宁省激光3D打印装备及应用工程技术研究中心，辽宁 大连 116024
2 大连理工大学机械工程学院，辽宁 大连 116024
3 沈阳鼓风机集团股份有限公司，辽宁 沈阳 110869
为了获得TiC铁基合金粉末在316L不锈钢上的激光熔覆最佳工艺参数，提出了一种基于遗传算法优化的反向传播（BP）神经网络的激光熔覆参数优化方法。设计三因素五水平的全因子试验，测量了熔覆层的宏观形貌和平均硬度，建立输入参数（激光功率、扫描速度、保护气流量）和响应量（熔覆层宽度、熔覆层高度、稀释率、显微硬度）的神经网络模型。以多元非线性回归分析工艺参数对响应量的影响，并以综合灰关联度表征熔覆层的综合性能，寻优得到最佳参数。试验结果表明，激光功率和扫描速度对熔覆层宽度、稀释率和显微硬度的影响明显，而保护气流量对熔覆层高度影响最显著，遗传算法优化的BP神经网络模型各响应量模型的拟合优度均达到0.85~0.91之间，GA-BP模型精度良好，当参数为1090 W，扫描速度为4.4 mm/s，保护气流量为10 L·min-1，综合性能最佳，表明BP神经网络算法适用于激光熔覆层质量控制和参数优化。
激光熔覆 反向传播神经网络 遗传算法 灰关联度 参数优化 激光与光电子学进展
2023, 60(17): 1714001
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Digital Manufacturing Equipment and Technology, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
2 Optics Valley Laboratory, Wuhan 430074, China
Understanding the ultrafast carrier dynamics and the mechanism of two-dimensional (2D) transition metal dichalcogenides (TMDs) is key to their applications in the field of optoelectronic devices. In this work, a single pulse pump probe method is introduced to detect the layer-dependent ultrafast carrier dynamics of monolayer and few-layer excited by a femtosecond pulse. Results show that the ultrafast carrier dynamics of the layered films can be divided into three stages: the fast photoexcitation phase with the characteristic time of 2–4 ps, the fast decay phase with the characteristic time of 4–20 ps, and the slow decay phase lasting several hundred picoseconds. Moreover, the layer dependency of the characteristic time of each stage has been observed, and the corresponding mechanism of free carrier dynamics has been discussed. It has been observed as well that the monolayer exhibits a unique rising time of carriers after photoexcitation. The proposed method can be expected to be an effective approach for studying the dynamics of the photoexcited carriers in 2D TMDs. Our results provide a comprehensive understanding of the photoexcited carrier dynamics of layered , which is essential for its application in optoelectronics and photovoltaic devices.
photoexcited carrier pump probe 2D material single pulse measurement Chinese Optics Letters
2022, 20(10): 100002
针对复杂系统建模困难且难以控制的问题，采用了数据驱动的控制策略，利用输入输出数据建立受控对象的动态线性化模型，采用滑模预测控制方法对该动态线性化模型进行控制器设计。该方法将系统动态线性化过程的参数估计误差视作广义扰动，结合滑模预测控制的强鲁棒性减小了广义扰动对系统控制作用的影响，有效地提高了控制效果。对该控制算法的稳定性进行分析，并通过仿真验证了系统在含有外部扰动和时变参数时的稳定性和鲁棒性，结果表明该算法相比于现有的无模型自适应控制(MFAC)算法、无模型预测控制(MFA-MPC)算法以及无模型积分终端滑模控制(MFA-DITSMC)算法有着更好的控制品质。
数据驱动控制 动态线性化 无模型 滑模预测控制 data-driven control dynamic linearization model free sliding mode predictive control
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 长光卫星技术有限公司, 长春 130102
针对空间光学遥感器对大口径主反射镜质量轻、面形精度高的要求, 设计了一种超轻量化SiC反射镜。首先确定反射镜的轻量化方案, 之后采用集成优化方法, 在ISight软件平台上集成几何建模、有限元分析和面形拟合等设计流程并自动化运行。反射镜结构参数为优化变量, 镜体质量和面形精度RMS值为目标函数。采用第二代非劣排序遗传算法(NSGA-II)对集成优化模型进行多目标、全局性的优化求解。最后结合制造工艺调整优化结果, 得到反射镜的最终设计方案并仿真分析。结果表明, 反射镜的质量为11.4 kg, 面密度为37 kg/m2, 光轴水平工况下面形RMS值为1 nm, 一阶自由模态频率为1100 Hz。结果验证了所提出的集成优化方法的有效性。
超轻量化反射镜 集成优化设计 多目标优化 自动优化 空间光学遥感器 ultra-lightweight mirror integrated optimization design multi-objective optimization automatic optimization space optical remote sensor
1 华中科技大学 数字制造装备与技术国家重点实验室, 湖北 武汉 430074
2 武汉颐光科技有限公司,湖北 武汉 430075
提出并实现了一种紧凑型偏振光谱仪, 该仪器采用光谱仪阵列, 使测量光谱范围覆盖可见光波段; 采用部分平行光路设计, 简化了测量配置和系统校准方法; 运用入射面旋转效应, 实现了偏振态的空间并行调制, 减少了测量时间.对多组样品测量的结果证明了该紧凑型偏振光谱仪测量的准确性.由于测量速度快、结构简单且易于在线集成, 该紧凑型偏振光谱仪作为一种实时在线测量工具极具潜力.
偏振光谱仪 紧凑型 可见光谱 polarized spectrometer compact visible spectrum
华中科技大学 机械科学与工程学院数字制造装备与技术国家重点实验室,湖北 武汉 430074
在光学散射测量中,除了实际测量光谱的质量外,模型的输出光谱对待测纳米结构参数的灵敏度也对最终测量结果的精度具有重大影响.由于不同的测量配置(入射波长、入射角和方位角的组合)下,纳米结构参数的灵敏度会不同,因此提出了一种基于灵敏度分析的测量条件优化配置方法来改善待测参数的灵敏度,以实现更高精度的纳米结构测量.实验表明,在理论预估的最优测量配置下,一维纳米结构所有待测参数的测量精确最优,验证了其有效性.
光学散射测量 灵敏度 测量配置 精度 optical scatterometry sensitivity analysis measurement configuration precision
