1 河北半导体研究所，河北 石家庄 050051
2 上海市计量测试技术研究院，上海 201203
3 南京理工大学 电子工程与光电子技术学院，江苏 南京 210094
硅基MEMS器件中存在大量高深宽比结构，对这些结构进行线宽和深度的无损检测，是当前的热点问题。为了实现对这些高深宽比结构无损测量系统的准确校准，采用半导体工艺研制了一系列高深宽比沟槽标准样板，宽度范围2~30 μm、深度范围10~300 μm，其深宽比最大达到30∶1。为了满足样板的校准功能，设计了多种特征结构，包括辅助定值结构、测量定位结构和定位角结构等，还设计了样板量值的表征与考核方法。考核量值包括线宽尺寸、沟槽深度尺寸和均匀性。使用扫描电镜对标准样板进行了测试，结果表明该标准样板可以用于校准近红外宽光谱干涉显微测量系统。
高深宽比 线宽 沟槽深度 复合型标准样板 high-aspect-ratio line width trench depth trench standard template 红外与激光工程
2023, 52(4): 20220646
1 南京理工大学 电子工程与光电技术学院，南京 210094
2 上海市计量测试技术研究院，上海 201203
3 中国电子科技集团公司第十三研究所，石家庄 050051
从显微成像测量线宽的理论模型出发，分析了限制测量精度的边缘定位误差因素，基于阶跃边缘衍射光强微分的灵敏探测原理，提出一种平移差分的微结构线宽显微测量方法，即使用压电陶瓷微位移平台微量移动待测微结构沟槽，两步平移并采集三幅对沟槽清晰成像的显微图像，显微图像依次相减得到两幅差分图，将线宽测量转为差分脉冲距离测量，利用差分脉冲在阶跃边缘附近梯度变化灵敏度高的特点，突破衍射极限，提高线宽测量精度；再用纳米精度压电陶瓷位移台标定与显微成像系统有关的倍率测量常数，以压电陶瓷位移台的高精度保证测量结果的准确性。以可溯源计量部门、线宽为30.00 μm的标准沟槽样板作为待测样品，10次测量得到线宽测量平均值30.03 μm，标准差0.005 μm，并对本方法进行了不确定度分析，最终得到合成不确定度为0.37%（）。
线宽测量 光学显微 平移差分 测量精度 衍射极限 Linewidth measurement Optical microscopy Translation difference Precision Diffraction limit 红外与激光工程
2022, 51(11): 20220510
Author Affiliations
Abstract
Hebei Semiconductor Research Institute, Shijiazhuang 050051, China
As an ultra-precise instrument to characterize nano-morphology and structure, the morphology of atomic force microscopy (AFM) tip directly affects the quality of the scanned images, which in turn affects the measurement accuracy. In order to accurately characterize three-dimensional information of AFM tip, a reconstruction method of AFM tip using 2 μm lattice sample is researched. Under normal circumstances, an array of micro-nano structures is used to reconstruct the morphology of AFM tip. Therefore, the 2 μm lattice sample was developed based on semiconductor technology as a characterization tool for tip reconstruction. The experimental results show that the 2 μm lattice sample has good uniformity and consistency, and can be applied to the tip reconstruction method. In addition, the reconstruction method can accurately obtain the morphology of AFM tip, effectively eliminate the influence of the "probe effect" on the measurement results, and improve measurement accuracy.
光电子快报（英文版）
2022, 18(7): 440
1 景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院，景德镇 333403
2 清华大学材料学院新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室，北京 100084
3 娄底市安地亚斯电子陶瓷有限公司，娄底 417000
采用活化Mo-Mn法和活性金属钎焊（AMB）工艺对Al2O3陶瓷进行金属化处理，分别研究了两种金属化工艺的界面形貌、新相的形成及显微结构的演变，并测试了Al2O3/Cu的力学性能和气密性。研究表明：采用活化Mo-Mn法的封接界面处出现玻璃相的迁移，形成了立方相MnAl2O4，可以提高封接强度。AMB工艺中活性元素Ti与Al2O3反应依次形成厚度为0.64 μm的TiO和1.03 μm的Cu3Ti3O。各层间热膨胀系数（CTE）的差异给钎焊接头提供了良好的热弹性相容性且降低了残余应力。活化Mo-Mn法的封接强度(（60.2±7.7） MPa)比AMB工艺(（43.1±6.9） MPa)高，但在气密性方面两者并无明显差别(均在2.3×10-11 Pa·m3·s-1左右)。
陶瓷-金属封接 Al2O3/Cu界面 活化Mo-Mn法 AMB工艺 金属化 封接性能 ceramic-metal sealing Al2O3/Cu interface activated Mo-Mn method AMB process metallization sealing performance
1 钢铁研究总院焊接研究所，北京 100081
2 辽宁工业大学材料科学与工程学院，辽宁 锦州 121001
开展了440 MPa级船用高强钢激光-电弧复合焊接试验，研究了焊接速度对焊缝成形和低温冲击韧性的影响规律。结果表明，焊接速度对焊缝成形具有较大影响：焊接速度较小时，焊接热输入较大，熔池易塌陷；焊接速度较大时，由于激光能量密度不足，激光小孔熔透不稳定，焊缝底部易形成驼峰。随着焊接速度增大，440 MPa级船用高强钢激光-电弧复合焊接焊缝的低温冲击韧性呈先增加后降低的趋势：当焊接速度低于1.0 m/min时，焊缝的－40 ℃冲击吸收功较低，小孔型气孔是主要影响因素；当焊接速度为1.2 m/min时，气孔倾向小，焊缝的冲击吸收功达到了175 J；当焊接速度增加到1.5 m/min以上时，贝氏体含量较大，焊缝的低温冲击吸收功下降。
激光技术 激光-电弧复合焊接 低合金高强钢 焊缝成形 底部驼峰 冲击韧性
1 钢铁研究总院焊接研究所，北京 100081
2 北华航天工业学院材料工程学院，河北 廊坊 065000
先进第三代中锰汽车钢具有强塑积高、成本低廉等优点，应用前景广阔，但其焊缝区的淬硬性大，影响后续加工和使用。采用光纤激光器对6 mm厚中锰汽车钢进行焊接，研究了焊接热输入对焊缝成形、组织、冲击韧性和断裂行为的影响。结果表明，当热输入为150～500 J/mm时，激光焊接属于深熔焊，焊缝成形较好；焊缝区的硬度随着热输入的增大呈减小趋势。当热输入较小时，焊缝组织为马氏体，随着热输入的增加，焊缝中有少量的贝氏体组织生成；焊缝在－40 ℃温度下的冲击韧性随着热输入的增加先增加后降低，当热输入为300 J/mm时，冲击韧性最高，断口呈韧性断裂；中锰钢焊缝组织中原奥氏体晶界、马氏体板条束界和板条块界均对裂纹的扩展起阻碍作用，裂纹扩展功与平均有效晶粒尺寸呈反比关系，与大角度晶界密度呈正比关系。
激光技术 中锰钢 显微组织 硬度 韧性 大角度晶界
沈阳飞机设计研究所扬州协同创新研究院有限公司,江苏 扬州 225000
传统单服务器的分布式存储系统很难满足航空电子系统对实时性的要求,使用云存储技术可以有效提高数据的访问速度。设计了一种适合航空电子系统数据访问特征的云存储方案,用于提高数据访问的实时性。将数据分散地存储在多个服务器上,将任务依据数据存储的特征分解成多个子任务,由子任务并发访问多个服务器,从而提高数据访问的实时性。测试结果表明,多机协同的云存储系统比传统单机工作的存储系统具有更高的访问速度。
航空电子系统 云存储 任务分解 协同工作 avionic system cloud storage task decomposition collaborative work
1 齐鲁工业大学（山东省科学院），山东省科学院激光研究所，山东 济南 250104
2 山东省农产品贮运保鲜技术重点实验室，山东 济南 250103
3 国家农产品现代物流工程技术研究中心，山东 济南 250103
相比传统监测手段，光纤传感器具有灵敏度高、本质绝缘性高、抗电磁干扰能力强等优势，但基于光纤布拉格光栅的湿度传感器易受温度和应力影响，存在湿度测量误差大、稳定性差等问题。针对这些问题，提出了一种单光栅半涂覆温湿度传感器的制备方法。首先，在光栅的一半栅区上涂覆湿敏材料，另外一半栅区为裸光栅。然后，对裸光栅的反射光谱峰值曲线进行高斯拟合，建立环境温度与中心波长λ的函数关系。最后，分析了光栅反射光谱曲线和峰值功率围成的面积S与不同环境湿度的关系，建立面积S与环境相对湿度的函数模型，并采用温湿度发生器对传感器进行测试。实验结果表明，在10%RH~90%RH（%RH为相对湿度）范围内，该传感器具有较好的重复性，湿度监测灵敏度为2.95/%RH，响应时间为6.6 min，满足仓储等行业对温湿度的监测需求，为相关领域的温湿度监测提供了一种新的解决方案。
光栅 温湿度 光谱曲线 高斯拟合 光谱面积 激光与光电子学进展
2022, 59(7): 0705001
Author Affiliations
Abstract
1 School of Physics and Optoelectronic Engineering, Xidian University, Xi’an 710071, China
2 Xi’an Key Laboratory of Computational Imaging, Xi’an 710071, China
3 Academy of Advanced Interdisciplinary Research, Xidian University, Xi’an 710071, China
4 State Key Laboratory of Optical Engineering, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610209, China
Polarization underwater imaging is of great potential to target detection in turbid water. Typical methods are challenged by the requirement on degrees of polarization (DoPs) of both target light and backscattering. A polarization descattering imaging method was developed using the Mueller matrix, which in turn derived a depolarization (Dep) index from the Mueller matrix to characterize scattering media by estimating the transmittance map by combining a developed optimal function. By quantifying light attenuation with the transmittance map, a clear vision of targets can be recovered. Only using the information of scattering media, the underwater vision under diverse water turbidity was enhanced by the results of experimental data.
Mueller matrix scattering depolarization underwater imaging Chinese Optics Letters
2022, 20(2): 022601
