1 上海电力大学自动化工程学院，上海 200090
2 浙江正泰仪器仪表有限责任公司，浙江 杭州 310052
3 上海燧原科技有限公司，上海 201203
获取果实生长期的外形参数指标，监控果实发育状况以及提取水果特征尺寸用于品质分级是农业中的一项重要工作。传统测量方法易损坏果实表面形态，基于二维图像特征处理的非接触式测量方法在测量各形态参数（尺寸、体积等）上具有局限性，针对该问题，提出一种自适应双向切片的非接触主动结构光式橙子外形参数三维测量方法。首先，使用主动结构光三维相机获取橙子三维点云，再利用搜索包围盒法计算其高度和直径；然后，为提高切片利用率，引入自适应条件判断相邻切片垂直面积变化率与阈值的关系来自动更新切片及更新多边形面积以计算切块体积；最后，通过累加法计算完整的橙子体积，且最终的计算值由双向计算得到的体积的均值确定。通过橙子仿真模型和两组类别真实橙子数据集上的验证，对计算值与真实值进行了回归分析。结果表明，平均耗时不大于8.354 s，其各指标的决定系数均高于0.95，橙子高度、直径及体积测量误差相较其他方法减少3.5%、0.9%、0.7%和3.6%。
测量 外形参数测量 自适应 双向切片 非接触式 激光与光电子学进展
2023, 60(9): 0928003
1 浙江大学物理学院, 杭州 310027
2 浙江大学杭州国际科创中心, 先进半导体研究院和浙江省宽禁带功率半导体材料与器件重点实验室, 杭州 311200
3 浙江大学材料科学与工程学院, 硅材料国家重点实验室, 杭州 310027
4 浙江机电职业技术学院增材制造学院, 杭州 310053
作为制备半导体晶圆的重要工序, 线锯切片对半导体晶圆的质量具有至关重要的影响。本文以发展最成熟的硅材料为例, 介绍了线锯切片技术的基本理论, 特别介绍了线锯切片技术的力学模型和材料去除机理, 并讨论了线锯制造技术及切片工艺对材料的影响。在此基础上, 综述了线锯切片技术在碳化硅晶圆加工中的应用和技术进展, 并分析了线锯切片技术对碳化硅晶体表面质量和损伤层的影响。最后, 本文指出了线锯切片技术在碳化硅晶圆加工领域面临的挑战与未来的发展方向。
线锯切片 硬脆材料 单晶碳化硅 晶圆加工 砂浆线切割 金刚线切割 wire saw slicing brittle-and-hard material single crystal silicon carbide wafer processing slurry sawing diamond wire sawing
中国电子科技集团公司 第二十六研究所, 重庆 400060
绝缘体上压电基板(POI)是一种新兴的压电单晶复合薄膜结构材料。POI基板由压电单晶材料薄层(单晶钽酸锂/铌酸锂)、二氧化硅层及高阻硅衬底构成, 采用Smart-Cut工艺制备, 可保证板层高均匀度及高质量的批量生产。通过这种基板可设计满足5G通信要求的高性能集成声表面波(SAW)谐振器和滤波器。基于POI材料制备的SAW器件具有高频、高品质因数(Q)值、低温度敏感性及较大带宽等优良特性, 同时还能在同一芯片上集成多个SAW滤波器, 具有广阔的市场应用前景。该文介绍了POI基板的制备、国内外的研究现状及POI基板在高性能SAW滤波器中的应用, 综述了制备POI基板的关键技术并展望了未来的发展趋势。
绝缘体上单晶钽酸锂薄膜(LTOI) POI基板 声表面波 智能剥离技术 晶体离子注入剥离(CIS) 晶圆键合 LiTaO3-on-insulator(LTOI) piezo-on-insulator(POI) substrate surface acoustic wave (SAW) Smart-Cut process crystal ion slicing(CIS) wafer bonding
红外与激光工程
2023, 52(2): 20220390
1 华北电力大学 1. 电气与电子工程学院
2 国际教育学院, 河北 保定 071003
为了提高光网络对大规模、差异化电力业务的资源分配能力, 降低大规模业务的算法训练时间, 提出了一种基于多智能体深度确定性策略梯度算法的智能电网光网络资源分配方案。该方案考虑大规模和差异化电力业务, 将智能电网光网络建模成多智能体系统, 以最大化电网公司收益为目标, 建立了智能电网光核心网络切片模型, 进行网络资源分配优化, 并采用条件判断映射, 简化了优化问题。同时, 把不同业务部署到不同智能体中进行运算, 以降低训练时间, 满足网络实时性需求。仿真结果表明, 该算法具有更大的奖励、更低的成本、时延和训练时间。
智能电网 光网络切片 资源分配 多智能体 条件判断映射 smart grid optical network slicing resource allocation multi-agent conditional judgment mapping
1 苏州大学机电工程学院激光制造技术研究所，江苏 苏州 215021
2 苏州大学光电科学与工程学院，江苏 苏州 215006
传统的加工方式难以实现变截面扭转弯曲结构件的成型。本文研究了变截面结构在扭转及弯曲变化下光内送粉激光熔化沉积成型的轨迹规划问题，提出了针对此种几何成型特征结构件的连续渐变分层法，实现了变截面结构在扭转弯曲变化下的分层成型。最后根据结构分层获得的光内送粉喷头空间三维轨迹变化的坐标信息进行了扭转弯曲变截面结构件的成型实验，实验结果表明：成型件表面平整且成型精度较高，成型件的弯曲角度和扭转角度分别为46.18°和44.79°，与原始设计角度的误差分别为2.62%和－0.47%；成型件初始圆形截面的直径和终止方形截面的边长分别为59.63 mm和60.72 mm，与原始设计尺寸的误差分别为－0.62%和1.20%；成型件微观组织致密，无明显的气孔和裂纹。
激光技术 激光熔化沉积 扭转弯曲变截面结构 连续渐变分层 路径规划 中国激光
2022, 49(22): 2202014
Author Affiliations
Abstract
State Key Laboratory of Advanced Optical Communication Systems and Networks, Department of Electronic Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
A spectrally sliced heterodyne coherent receiver (SHCR) employing four balanced photodetectors and analog-to-digital converters with half of the signal bandwidth is proposed to complete the signal reception and field recovery. We first numerically characterize the performance of SHCR compared with an intradyne coherent receiver and then validate the principle of the SHCR in a proof-of-concept single-polarization experiment. A 60 GBaud 16-quadrature amplitude modulation transmission is experimentally demonstrated over 80 km standard single-mode fiber with a bit-error-rate of below the 7% hard-decision forward error correction threshold of . The SHCR offers a low-cost, hybrid-free, and channel-skew-tolerant candidate for data center interconnects.
sliced heterodyne coherent receiver heterodyning spectral slicing electrical bandwidth Chinese Optics Letters
2022, 20(9): 090601
1 温州大学 激光加工机器人国际科技合作基地，浙江 温州 325035
2 中国民用航空飞行学院 航空工程学院，四川 广汉 618307
在航空飞行器的碳纤维复合材料(CFRP)结构件损伤修复时，挖补胶接技术是获得高性能的CFRP层合板接头的理想工艺。本文提出一种CFRP层合板的多梯层挖补胶接接头设计策略，设计了挖补胶接接头阴阳膜构建和分层切片激光三维雕刻扫描工艺代码生成算法，探索了CFRP梯层界面的激光烧蚀成型工艺规律和粘结性能改善机理，验证了胶接接头拉伸强度和冲击韧性的有效提升，接头失效方式符合所设计的粘接剂失效，提供了一种高自动化、柔性化的航空、航天、交通等领域CFRP构件的高性能挖补胶接接头设计和制备方法。
现有边界点排序算法在处理具有多个轮廓边界的点云切片数据时,存在无法区分各个边界、生成异常边界多边形和截面面积计算错误等问题,导致体积测量精度较低。为此,提出一种顾及截面中多轮廓边界分割的点云切片改进法,用于不规则体体积高精度测量。该方法首先通过欧氏聚类或多边形拆分再重组法将切片中多个边界一一分开;然后由PNPoly算法理清边界多边形之间的包含关系并计算截面区域面积;最后依切片顺序累加算得点云体积(即物体体积)。采用多组数据对比分析所提两种边界分割方法的有效性和准确性,及体积测量精度和效率。实验结果表明,多边形拆分再重组方法边界分割正确率高、适用性强,且体积测量精度稳定可靠、用时少(三组数据体积计算相对误差分别为0.0901%、0.0557%和0.0289%,计算用时分别为2.229 s,33.732 s和327.476 s),达到了体积高精度测量目的。
测量 体积测量 点云切片 点云分类 多轮廓边界分割 PNPoly算法 光学学报
2021, 41(23): 2312003
1 山东建筑大学机电工程学院, 济南 250101
2 山东大学机械工程学院, 济南 250061
单晶硅晶圆衬底的直径增大、厚度减薄和集成电路(IC)制程减小是集成电路领域主流发展趋势。随着集成电路制程减小至5 nm, 对单晶硅晶圆衬底质量的要求越来越高。切片加工是晶圆衬底制造的第一道机械加工工序, 金刚石线锯切片是大尺寸单晶硅切片加工的主要技术手段。本文介绍了金刚石线锯切片加工的发展趋势和面临的挑战, 阐述了以单晶硅刻划加工研究为基础的金刚石线锯切片加工材料去除机制和电镀金刚石线锯三维形貌建模技术, 总结了单晶硅切片加工的晶片表面创成机制和裂纹损伤产生机制, 展望了单晶硅低裂纹损伤切片加工的工艺措施, 指出了单晶硅切片加工技术的发展趋势, 对集成电路制造技术的发展具有一定的指导意义。
单晶硅 切片加工技术 微裂纹损伤 金刚石线锯 机械刻划 single crystal silicon slicing technology micro crack damage diamond wire saw mechanical scratching
