1 厦门大学 萨本栋微米纳米科学技术研究院，福建厦门36005
2 福建省能源材料科学与技术创新实验室（IKKEM），福建厦门361005
3 厦门大学 航空航天学院，福建厦门61102
4 厦门大学 物理科学与技术学院，福建厦门361005
5 厦门大学 九江研究院，江西九江332000
在MLA曝光工艺中，曝光点的数量庞大，通过高倍率显微镜配合人工目检来判定曝光质量耗时耗力，造成工艺成本偏高。为了解决这个问题，设计了一种便于检测的圆环形图案并引入深度学习中的目标检测Yolov5模型，一定程度上能够取代人工目检，完成对曝光质量的快速判定。基于上述方法，分析了不同光刻胶厚度之下，线能量密度的最优区间与光刻胶的剖面倾角。并在同等线能量密度下通过圆度判定曝光图案失真情况。在本研究的MLA曝光工艺中，选取光刻胶厚度、激光曝光功率以及加工平台移动速度作为自变量，评价曝光合格率、光刻胶剖面倾角以及曝光圆度等加工质量参数具有重要的工程意义。
无掩膜光刻 微透镜阵列 曝光合格率 目标检测 maskless lithogrophy microlens array qualification rate object detection
1 厦门大学萨本栋微米纳米科学技术研究院，福建 厦门 361005
2 中国福建能源材料科学与技术创新实验室，福建 厦门 361005
为了提高抗反射硅表面制备的加工质量、缩短研制周期，提出了一种基于时频域处理的面向激光加工过程的声波信号在线监测及分析方法。利用声信号的时频谱图分析了0~30 kHz内的声信号与激光烧蚀形成的表面微结构特征尺寸之间的相关性，具体分析了激光功率及加工次数对微结构深度及声信号各频率幅值变化的影响。以声信号作为输入，基于人工神经网络对加工质量进行预测。实验结果表明：通过监测激光加工时产生的声信号能够明确反映被烧蚀硅表面是否形成周期性微结构，且微结构宽度不同，其对应的声信号频率组成也不同。在微结构宽度固定的情况下，归一化后的声信号特征参数随微结构深度线性变化，且受到激光功率变化的影响忽略不计。以硅基表面5%的反射率作为加工质量分界线，采用人工神经网络对加工质量的预测结果与实际测量结果的准确率可以超过90%。结果表明：声波在线监测可以有效应用于评估表面加工质量，为抗反射硅表面制备过程的实时监测提供了理论依据。
表面光学 激光烧蚀 抗反射硅基表面 声发射信号 实时监测 人工神经网络
1 厦门大学航空航天学院，福建 厦门 361005
2 厦门大学深圳研究院，广东 深圳 518000
3 兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室，甘肃 兰州 730000
在宽波段内减少反射以提高透射或吸收对于提高光学元件及光电子器件的性能至关重要。受自然启发，亚波长结构具有良好的宽带减反射性能。基于此，提出了一种新型的类锥亚波长结构以增强宽波段减反射。采用等效介质理论与时域有限差分法，对基底表面亚波长结构的等效折射率与减反射能力的关系进行了分析。通过对比蛾眼、圆锥及圆柱等不同结构的等效折射率对应的宽波段减反射性能，发现两种介质之间的等效折射率线性过渡无突变时减反射能力更优。以此提出了一种类锥结构设计方法，将该方法设计的三种结构与蛾眼结构在300~1100 nm波段进行了垂直入射下的表面反射率仿真分析，结果显示，该系列结构的平均反射率比蛾眼结构降低了约70%。此外，在可见光、近红外波段选取两个特征波长进行了宽角度（0~60°）下的反射率研究，结果表明，该系列结构的宽角度平均反射率均低于蛾眼结构，其中四棱类锥结构在两个特征波长下的平均反射率比蛾眼结构分别降低了62%和40%。采用此方法设计的系列结构比普通亚波长结构具有更佳的减反射效果，在超精密光学芯片、片上光集成、片上光互连等领域中具有潜在的应用前景。
光学设计 减反射 亚波长结构 等效折射率 时域有限差分法
光子学报
2021, 50(11): 1114002
1 中国运载火箭技术研究院战术武器事业部, 北京 100076
2 北京航空航天大学,a.航空科学与工程学院
3 北京航空航天大学,b.自动化科学与电气工程学院, 北京 100191
针对复杂障碍环境下的多机协同侦察任务规划问题开展研究。首先, 针对不同侦察任务需求, 构建传感器探测、有效持续侦察时间、复杂多边形障碍等数学模型; 随后, 综合考虑持续侦察时间和障碍规避约束, 提出了一种面向复杂障碍环境的多机协同侦察规划分层求解方法, 通过分层细化有效降低多机协同侦察问题的求解复杂度; 最后, 考虑无人机运动学约束, 提出了一种基于贪心策略的启发式路径规划算法, 能够在规避障碍物的同时获得尽可能短的可行路径。仿真结果证明了提出算法的有效性。
无人机 协同侦察 任务规划 障碍环境 unmanned aerial vehicle cooperative reconnaissance mission planning environment with obstacles
1 广东工业大学机电工程学院,广州 510006
2 东莞华晶粉末冶金有限公司,东莞 523850
氧化锆(ZrO2)陶瓷因其性能优异，常被应用于医学与工业等领域。通过表面微纳加工可进一步发挥其性能优势，扩大应用范围。实验采用绿光飞秒激光 对具有不同显微结构的ZrO2陶瓷基体进行微孔加工，结合显微结构差异对材料物理性能的影响，系统研究了激光加工功率与加工时间等工艺参数对微孔形貌、 直径及深度等不同维度下形貌学特征的作用效果。结果表明，同一加工参数下，晶粒更小、显微结构更均匀、热导率更低的ZrO2具有更高的加工效率；通过对 比微孔直径与深度随激光加工工艺参数的变化，发现材料显微结构的差异对微孔轴向的影响比径向更加显著。
氧化锆 显微结构 绿光飞秒激光 表面微结构 zirconia microstructure green femtosecond laser surface microstructure
1 太原科技大学应用科学学院， 山西 太原 030024
2 中北大学电子测试技术重点实验室， 山西 太原 030051
采用激光诱导击穿光谱对铁（Fe）合金中的钛元素（Ti）的含量进行测量。 实验中激光器在最大能量输出（50 mJ）， 延时为1 μs时光谱信号的强度值最大。 在此条件下， 分别使用传统定标法和Fe Ⅰ 43835 nm及Fe Ⅰ 42712 nm两条谱线的内标法对铁合金中的Ti进行定量分析。 内标法得到的拟合相关系数（r）分别为0997 8和0993 9， 优于传统法得到的r（0956 3）。 提出了一种双谱线平均内标法， 拟合得出r为0998 4。 同时， 在浓度为0063%～19%的范围内传统定标法测量的相对误差为237%， 内标法的相对误差为60%， 采用平均内标法后相对误差降为39%。 最后， 通过测量的Ti光谱计算了激光能量为50 mJ时所产生的等离子体温度为6 6543 K， 电子密度为1072×1022 cm-3， 并讨论了激光能量与烧蚀产生等离子体温度之间的关系。
激光诱导击穿光谱 铁合金 钛元素 内标法 局部热平衡态 Laser induced breakdown spectroscopy Ferroalloy Titanium element Internal standard method Local thermodynamic equilibrium 光谱学与光谱分析
2018, 38(5): 1552
1 南通大学机械工程学院, 江苏 南通 226019
2 江苏大学机械工程学院, 江苏 镇江 212013
3 南京大学南通材料工程技术研究院, 江苏 南通 226019
4 温州大学机电工程学院, 浙江 温州 325035
采用脉冲激光对7050-T7451铝合金表面进行了激光冲击强化处理。利用X射线衍射仪(XRD)和场发式透射电镜(TEM), 获得了试样表面衍射图谱和微观组织形貌, 建立了激光冲击强化7050-T7451铝合金表面的微结构响应模型。结果表明, 当激光功率密度为1.83 GW·cm-2时, 试样表面发生了过饱和固溶体的失稳分解；当激光功率密度为2.34 GW·cm-2时, 试样表面的晶粒尺寸增大；当激光功率密度为2.85 GW·cm-2时, 试样表面产生了纳米晶。激光冲击强化7050-T7451铝合金表面的XRD图谱与TEM分析结果具有一致性。
激光技术 激光冲击强化 7050-T7451铝合金 X射线衍射 微结构
1 太原科技大学 应用科学学院,山西 太原 030024
2 中国石油大学(华东),信息与控制工程学院,山东 青岛 266580
基于相关一致基组aug-cc-pcV5Z,采用内收缩多参考组态相互作用方法对CP+正离子5个Λ-S态(X3Π,A3Σ-,a1Π,b1Σ+和c1Σ-)以及考虑了自旋-轨道耦合效应后两个三重态(X3Π,A3Σ-)分裂的五个Ω态的势能曲线做了从头计算。通过求解核运动的径向薛定谔方程,获得了这些电子态的光谱常数(Te,Re,ωe,ωeχe,Be,αe,De)。最后,对b1Σ+-a1Π和A3Σ--X3Π跃迁特性进行了讨论,并给出了它们跃迁偶极矩、Franck-Condon因子、辐射寿命τ。
CP+正离子 组态相互作用方法 光谱常数 旋轨耦合 CP+cation MRCI spectroscopic parameters spin-orbit coupling
1 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，北京 100191
2 中航工业成都飞机设计研究所，成都 610091
无人机在各领域的不断深化应用使得人们对无人机的自主性提出了更高的要求。通过模拟人的情感决策过程建立一种基于情感智能的决策方法进行人工情感与智能决策设计，并将其应用于无人机航路规划与威胁规避的决策问题。仿真结果表明，基于情感智能的决策方法在应用中具有较传统方法更优的效果。
无人机 情感智能 智能决策 UAV emotion intelligence intelligent decision
