陀螺是光电系统瞄准线稳定的重要元器件，介绍了一种基于光电系统的光纤陀螺冗余安装方法。在冗余安装陀螺数量确定的前提下，考虑到工程实际应用的安装空间、体积、重量和成本等因素，设计了4个陀螺的八边形金字塔冗余安装方式，对此冗余安装方式的精度和可靠性进行了分析和仿真，并与无冗余安装进行了对比。同时，该安装方式可用于陀螺与磁流体动力学角速率传感器的冗余安装。结果表明，该方法使角速度测量的噪声标准差下降约25.3%，可靠性提升约1.75倍。该方法能有效解决某光电系统受安装空间限制而陀螺精度不够的问题，提升了光电系统可靠性；同时也可应用于三轴陀螺稳定光电系统中，对工程应用有一定的指导作用。
广东工业大学物理与光电工程学院，广东 广州 510006
针对目前端到端的立体匹配算法在具有挑战性的复杂场景中出现的误匹配现象，提出一种多尺度注意力特征融合立体匹配算法（MGNet）。设计了一个轻量级的组相关注意力模块，该模块采用组相关融合单元来有效地结合空间注意机制与通道注意力机制，同时捕获丰富的全局上下文信息和远距离通道依赖关系。设计了多尺度卷积全局注意力模块，它能够在多个尺度下处理局部和全局信息，在全局特征处理阶段引入非局部操作，可以同时捕获多尺度上下文与全局上下文，提供丰富的语义信息。在代价聚合阶段引入通道注意力，抑制具有歧义的匹配信息，提取有区别性的特征。使用三大数据集评估了所提算法的有效性，由实验结果可知，所提算法在薄结构、反射区域、弱纹理、重复纹理等复杂场景均表现优异。
深度估计 立体匹配 深度学习 注意力机制 激光与光电子学进展
2022, 59(18): 1815005
广东工业大学 物理与光电工程学院,广州 510006
提出一种实现偏振差分干涉成像的新方法。该方法利用微透镜阵列和渥拉斯顿棱镜,实现一次成像就能获取目标的平行和垂直偏振分量的光谱图像,且具有无机械运动部件和共光路的优点。通过理论分析和模拟仿真,获取复色光以及632.8 nm的单色光的正交偏振分量的光谱图像。仿真分析表明,该方法能够有效地同时获得目标的差分偏振光谱图,有利于实现实时探测目标的偏振光谱信息。
偏振 微透镜阵列 渥拉斯顿棱镜 傅里叶变换光谱技术 polarization microlens array Wollaston prism Fourier transform spectroscopy
广东工业大学 物理与光电工程学院 光电视觉检测工作室, 广州 510006
以菲涅尔偏振反射理论为依据, 将入射光进行电矢量分解, 推导出影响眩光强度的偏振因子, 并分析该因子在眩光消除中所起的主导作用.根据成像检测模型, 推导出决定眩光位置和眩光区域大小的位移因子, 并分析该因子在眩光消除中起的辅助作用.测量工业上某种工件在相同环境中不同条件下的图像, 将所得图像数据进行抽样对比, 得到在不同偏振和不同位置情况下的图像灰度变化曲线.分析灰度变化曲线与偏振及位置的关系, 并对所提出的理论加以验证.结果表明眩光消除的本质是降低眩光区域与邻域区域之间的光强对比度, 对位移因子和偏振因子的联合调动可实现对眩光几乎完全的消除.
机器视觉 光学工程 光电检测 菲涅尔公式 眩光消除 Machine vision Optical engineering Photoelectric inspection Fresnel formula Glare elimination
北京工业大学 光电子技术省部共建教育部重点实验室, 北京 100124
GaN基高电子迁移率晶体管（HEMT）因具有高输出功率密度、高工作频率、高工作温度等优良特性, 在高频大功率等领域具有广泛应用前景。目前, HEMT器件在材料生长和工艺制备方面都取得了巨大的进步。但是, 由缺陷产生的陷阱效应一直是限制其发展的重要原因。本文首先论述了HEMT器件中的表面态、界面缺陷和体缺陷所在位置及其产生的原因。然后, 阐述了由陷阱效应引起的器件电流崩塌、栅延迟、漏延迟、Kink效应等现象, 从器件结构设计和工艺设计角度, 总结提出了改善缺陷相关问题的主要措施, 其中着重总结了器件盖帽层、表面处理、钝化层和场板结构4个方面的最新研究进展。最后, 探索了GaN基HEMT器件在缺陷相关问题上的未来优化方向。
高电子迁移率晶体管（HEMT） 缺陷 陷阱效应 GaN GaN high electron mobility transistor (HEMT) defect trapping effect
北京工业大学 光电子技术省部共建教育部重点实验室, 北京 100124
作为宽禁带半导体器件, GaN基肖特基势垒二极管(SBD)有耐高压、耐高温、导通电阻小等优良特性, 这使得它在电力电子等领域有广泛应用。本文首先综述了SBD发展要解决的问题; 然后, 介绍了GaN SBD结构、工作原理及结构优化研究进展; 接下来,总结了AlGaN/GaN SBD结构、工作原理及结构优化研究进展, 并着重从AlGaN/GaN SBD的外延片结构、肖特基电极结构以及边缘终端结构等角度, 阐述了这些结构的优化对AlGaN/GaN SBD性能的影响; 最后, 对器件进一步的发展方向进行了展望。
肖特基势垒二极管(SBD) 外延片 肖特基电极 边缘终端 结构优化 Schottky barrier diode(SBD) epitaxial wafer Schottky electrode edge terminal structure optimization
广东工业大学物理与光电工程学院，广州 510006
本文讨论了对一般目标图像的对准方法，采用仿射变换模型，舍弃借助迭代法搜索图像最佳配准参数的传统方式，使用推导公式一步计算图像的平移旋转参数。该公式运用仿射变换单应矩阵最小二乘运算模型推导所得，首次得到可单步计算目标图像与待对准图像对位参数的计算算法，大大提高运算效率，实现了实时对位的功能，最后通过实验验证算法的有效性。
图像对准 仿射变换 平移 旋转 单应矩阵 alignment affine transformation translation rotation homography
针对2 μm分辨力的光刻, 在以数字空间微反射器(DMD)为空间光调制器(SLM)的光刻系统中, 采用一种新的非对称式结构组合, 使用较少的透镜组成了一个高分辨力、大孔径的投影光刻镜头。利用ZEMAX 光学设计软件对其进行了建模和优化, 最终得到其全视场波像差小于λ/10, 畸变小于0.02％, 像方数值孔径NA=0.158, 最小分辨力为2 μm, 近轴缩小倍率β=-0.217, 其结果有效的减少了DMD 栅格效应对空间数字掩模图形的影响, 满足数字投影光刻光学系统的各项指标要求。最后, 对设计结果进行了公差分析, 在修改过少数几个默认公差后, 采用Monte Carlo 方法进行模拟装配, 证明了这种新结构镜头加工和校装的可行性。
DMD 无掩模光刻 栅格效应 投影镜头 光学设计 DMD maskless lithography grid effect projection lens optical design
1 广东工业大学 物理与光电工程学院, 广东 广州 510006
2 郑州铁路职业技术学院, 河南 郑州 450052
采用Zemax软件设计出6镜片、数值孔径为0.06、2倍缩小、以405 nm半导体激光器为光源、分辨精度达5 μm、视场12 mm×12 mm 内波像差小于1/4波长、畸变小于0.005%的双远心投影光刻物镜的设计方法。将设计的物镜实物化, 并对其光学传递函数(MTF)作精确的实验测定, 利用所提出的MTF标准实验测量法, 得到该投影物镜的成像性能达亚10 μm线宽。
光刻 投影物镜 光学传递函数 lithography projection objective optical transfer function MTF MTF
广东工业大学 物理与光电工程学院，广东 广州 510006
为研究大面积激光投影光刻的调焦，利用Zemax光学设计软件模拟离焦对光程差（OPD）和调制传递函数（MTF）的影响，分析二者对投影曝光图形质量的影响，给出系统最大的离焦量值。提出一种利用显微镜的调焦方法，分析此方法的调焦误差主要来自于显微镜景深，根据景深表达式和系统最大离焦量值，选择一款景深不大于系统最大离焦量的显微镜来构建调焦系统，并基于该调焦系统进行光刻实验。实验结果表明：利用该方法对投影成像光刻进行调焦，无论是否离焦，边缘视场与中心视场的MTF均有差异，分辨率也有差异，但这种差异不影响光刻图形的质量。
投影光刻 Zemax光学设计软件 调制传递函数 离焦 调焦 projection lithography Zemax optical design software modulation transfer function defocusing zooming
