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基于改进U-Net网络的相位解包裹技术研究

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红外与激光工程 2024年第2期53卷 120-133页

作者：徐瑞书罗笑南沈瑶琼郭创为张文涛管钰晴傅云霞雷李华上海市计量测试技术研究院上海201203 上海在线检测与控制技术重点实验室上海201203 桂林电子科技大学计算机与信息安全学院广西桂林541004

提出了一种结合深度学习的空间相位解包裹方法,采用基于改进U-Net网络的编码器-解码器架构,同时加入包含双向长短期记忆网络(BILSTM)的CBiLSTM模块,并且结合注意力机制,避免了典型卷积神经网络学习全局空间依赖关系的固有缺陷的同时增... 详细信息

提出了一种结合深度学习的空间相位解包裹方法,采用基于改进U-Net网络的编码器-解码器架构,同时加入包含双向长短期记忆网络(BILSTM)的CBiLSTM模块,并且结合注意力机制,避免了典型卷积神经网络学习全局空间依赖关系的固有缺陷的同时增强了深度学习模型对相位解包裹任务中的关键信息的关注能力。通过大量的模拟数据,验证了文中方法在严重噪声(SNR=0)、不连续条件和混叠条件下的鲁棒性,在以上三种情况下,同其他深度学习网络模型进行对比,文中所提出的网络模型的归一化均方根误差(NRMSE)分别为0.75%、1.81%和1.68%;结构相似性指数(SSIM)分别为0.98、0.92和0.94;峰值信噪比(PSNR)分别为40.87、32.56、37.38;同时计算时间显著减少,适合应用到需要快速准确的空间相位解包裹任务中去。通过实际测量数据,验证了文中提出网络模型的可行性。该研究将双向长短期记忆网络(BILSTM)和注意力机制同时引入光学相位解包裹问题中,为解决复杂相位场的解包裹提供了新的思路和方案。

关键词：相位解包裹深度学习注意力机制长短期记忆网络卷积神经网络

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基于激光干涉仪同步测量的动态校准装置

计量学报 2024年第3期45卷 349-355页

作者：任瑜胡晓磊郭志敏傅云霞张丰上海市计量测试技术研究院上海201203

为满足时变几何量的瞬时动态测试需求,研制了一种基于激光干涉仪同步测量的动态校准装置。该装置采用直线运动导轨和运动发生器、长度标准器激光干涉仪,以基于GNSS驯服时钟的同步触发器实现同步测量并确保时间准确稳定,并使用动态校准... 详细信息

为满足时变几何量的瞬时动态测试需求,研制了一种基于激光干涉仪同步测量的动态校准装置。该装置采用直线运动导轨和运动发生器、长度标准器激光干涉仪,以基于GNSS驯服时钟的同步触发器实现同步测量并确保时间准确稳定,并使用动态校准软件实现控制一体化。经综合分析激光干涉仪的最大允许误差、直线运动导轨的直线度、环境因素、触发信号间时延及激光干涉仪测量时延等因素,该装置的长度示值的测量不确定度为Q[1.8μm,3×10^(-7)L](k=2)。与同型号激光干涉仪的比对实验和激光跟踪仪瞬时长度测试实验,证明了不确定度评定的合理性以及该装置在瞬时动态准确度测试中的可行性。

关键词：几何量计量动态校准激光干涉仪同步测量大尺寸测量时变几何量

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基于显微技术的微区应力测量技术

激光与光电子学进展 2024年

作者：郑杰高志山金能郭珍艳袁群朱丹车啸宇雷李华傅云霞南京理工大学电子工程与光电技术学院上海市计量测试技术研究院

微区应力在PCB焊接、透明导电膜镀制、显微光学系统装配等过程中普遍存在，将降低器件的性能和运行安全。现有应力测量系统适用于大尺度的光学材料，不能用于微区应力测量；针对微区应力非接触无损测量问题，提出了一种基于显微技术的... 详细信息

微区应力在PCB焊接、透明导电膜镀制、显微光学系统装配等过程中普遍存在，将降低器件的性能和运行安全。现有应力测量系统适用于大尺度的光学材料，不能用于微区应力测量；针对微区应力非接触无损测量问题，提出了一种基于显微技术的微区应力测量方案，该方案融合了基于偏振的光学应力测量系统与对微区成像的显微系统，可实现横向尺度为毫米或亚毫米量级区域范围的应力测量。以国家标准GB/T 7962.5-2010的2.3%相对误差测量精度要求为例，开展了测量装置的系统设计与元件误差分析研究。为验证理论设计与测量方案的有效性，构建了一套测量微区应力分布的装置，工作波长为532nm，显微物镜倍率为50×，相应的理论空间分辨率为0.59μm。选择工作于532nm、相位延迟量由计量部门赋值的零级1/4波片为测量对象，测量区域直径为0.96㎜，相位延迟量测量结果为1.595rad。经与中国计量科学研究院的检测结果 1.604rad比对，绝对误差为0.009rad，相对误差仅为0.6%，验证了测量装置的测量精度。利用该装置，检测了石英玻璃的不同测量区域在施加不同大小预压力下的相位分布。结果表明：该测量方法的测量误差在1%内，可检测出现有测量系统无法分辨的微小区域应力。

关键词：测量微区应力检测显微技术相位延迟

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基于曲面拟合的光学偏折系统显示屏标定方法

计量学报 2024年第3期45卷 419-424页

作者：郭创为管钰晴沈瑶琼徐瑞书朱言瑧刘丽琴张玉杰雷李华傅云霞上海市计量测试技术研究院上海201203 上海市在线检测与控制技术重点实验室上海201203

针对透射式光学偏折系统中最关键的标定环节,提出使用曲面拟合方式拟合显示屏幕面形分布。建立基于透射式光学偏折术的波前检测仿真模型,分析两种不同的显示屏面形拟合方法对波前测量的影响。仿真结果显示:平面屏幕模型波前像差均方根误... 详细信息

针对透射式光学偏折系统中最关键的标定环节,提出使用曲面拟合方式拟合显示屏幕面形分布。建立基于透射式光学偏折术的波前检测仿真模型,分析两种不同的显示屏面形拟合方法对波前测量的影响。仿真结果显示:平面屏幕模型波前像差均方根误差(RMS)值为0.8375μm,而曲面屏幕模型仿真波前像差RMS值仅为0.0596μm。采用透射式光学偏折系统对球面透镜进行波前测量,曲面屏幕模型中波前像差RMS值为0.1371μm,平面屏幕模型中波前像差RMS值为1.4326μm。实验结果表明:使用曲面拟合效果明显优于平面拟合效果,证明了曲面拟合屏幕模型的可行性。

关键词：光学计量透射式光学偏折术显示屏标定波前测量曲面拟合

白光显微干涉测量曲面样品形貌误差的校正方法

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应用光学 2024年第2期45卷 422-429页

作者：李赫然袁群范筱昕张佳乐马剑秋乔文佑高志山郭珍艳雷李华傅云霞南京理工大学电子工程与光电技术学院江苏南京210094 江苏省计量科学研究院江苏南京210023

白光显微干涉术在平面阶跃型结构的形貌测量中具有显著优势。但在测量斜率变化的曲面样品时,由于物镜数值孔径的限制,样品表面反射光随着斜率的增大而减弱,干涉信号对比度降低,导致形貌测量结果的误差增大。基于表面传递函数(surface tr... 详细信息

白光显微干涉术在平面阶跃型结构的形貌测量中具有显著优势。但在测量斜率变化的曲面样品时,由于物镜数值孔径的限制,样品表面反射光随着斜率的增大而减弱,干涉信号对比度降低,导致形貌测量结果的误差增大。基于表面传递函数(surface transfer function, STF)计算得到的逆滤波器可用于校正曲面样品的形貌测量误差,但现有方法的逆滤波器增益受限,无法有效提升频谱中的高频信号,对最大可测量斜率的提升有限。针对该问题,提取由白光干涉仪特性参数计算获得的虚拟STF的模作为振幅增益函数,由干涉图傅里叶变换得到的实测STF的相位作为相位补偿函数,形成虚实融合型逆滤波器,据此实现白光干涉仪曲面形貌测量误差的校正。应用该方法校正微球的形貌测量结果,校正后最大可测量斜率从8.09°提升到21.20°,均方根误差从0.545 5μm降低至0.175 9μm,实现了提升曲面样品的最大可测量斜率和减小测量误差的目的,有效提升了仪器针对曲面样品的测量范围。

关键词：白光显微干涉仪表面传递函数表面形貌测量误差校正逆滤波算法

一种基于自适应差分进化算法的薄膜参数表征方法研究(特邀)

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红外与激光工程 2022年第1期51卷 395-404页

作者：管钰晴傅云霞邹文哲谢张宁雷李华上海市计量测试技术研究院上海201203 上海市在线检测与控制技术重点实验室上海2012032 同济大学物理科学与工程学院上海200082

依据穆勒椭偏测量方法中偏振光的传输方式,文中提出了一种基于自适应差分进化算法(SADE)的各向同性纳米薄膜厚度与光学常数的表征方法。通过建立出射光强关于待测标准样片穆勒矩阵的最小二乘模型,用SADE算法对穆勒矩阵元素进行求解,并... 详细信息

依据穆勒椭偏测量方法中偏振光的传输方式,文中提出了一种基于自适应差分进化算法(SADE)的各向同性纳米薄膜厚度与光学常数的表征方法。通过建立出射光强关于待测标准样片穆勒矩阵的最小二乘模型,用SADE算法对穆勒矩阵元素进行求解,并将拟合得到的穆勒光谱曲线与用双旋转补偿器穆勒矩阵椭偏仪(DRC-MME)测量得到的穆勒光谱图进行了比较,利用传输矩阵求解薄膜厚度。对标定值分别为(104.2±0.4) nm和(398.4±0.4) nm的SiO_(2)/Si标准样片进行仿真计算,实验表明:当分别迭代到80次和87次时,目标函数光强的残差平方和收敛到最小值0.97和1.01,得到的膜厚计算值分别是(103.8±0.6) nm和(397.8±0.6) nm,相对误差均小于1%。同时用计量型椭偏仪根据得到的折射率进行计算,得到膜厚的计算值分别为(104.1±0.6) nm和(398.2±0.6) nm,验证了SADE在相近收敛速度下对各向同性纳米薄膜参数求解过程中具有计算简单和可以准确的找到全局最优解的特点。

关键词：穆勒矩阵椭偏测量自适应差分进化算法适应度标准样片

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基于激光跟踪干涉测长的基准尺测量方法研究

应用激光 2023年第7期43卷 94-100页

作者：胡晓磊张丰任瑜傅云霞上海市计量测试技术研究院上海201203

为提高传统激光跟踪干涉测长方法的准确性,使基准尺的量值溯源更为可靠,提出一种多姿态下的基准尺测量优化方法。该方法首先在传统激光跟踪干涉测长的基础上,构建多姿态的基准尺布局,并通过激光跟踪仪采集该布局下不同基准尺方向上的测... 详细信息

为提高传统激光跟踪干涉测长方法的准确性,使基准尺的量值溯源更为可靠,提出一种多姿态下的基准尺测量优化方法。该方法首先在传统激光跟踪干涉测长的基础上,构建多姿态的基准尺布局,并通过激光跟踪仪采集该布局下不同基准尺方向上的测量信息,然后采用基于权重的测量结果优化策略对测量数据进行组合优化,进而输出测量结果并进行误差源分析及不确定度评定,最后基于该优化方案对1000 mm的基准尺进行试验分析,并与精度较高的三坐标测量机法进行比对,En值为0.1,验证了不确定度评定的合理性,且通过试验对比发现,多姿态的测量优化方案所输出的参考长度较单姿态更为可靠。该优化方法为实现高精度大尺寸基准尺的量值溯源提供了新的校准方案,具有良好的实用性和一定的指导意义。

关键词：量值溯源基准尺激光跟踪干涉测长布局组合优化

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“双减”政策下关于小学数学作业设计的研究

课堂内外（小学教研） 2022年第11期 93-95页

作者：傅云霞抚州市东临新区太阳中心小学江西抚州344109

作业设计作为小学数学教学过程中的重要环节,也是学生对所接受信息展开再现、整理、加工以及应用的具体过程。通过为学生设计作业,有助于教师充分了解学生对知识的掌握情况,当然也有助于学生形成良好的思维创新能力。基于双减政策背景,... 详细信息

作业设计作为小学数学教学过程中的重要环节,也是学生对所接受信息展开再现、整理、加工以及应用的具体过程。通过为学生设计作业,有助于教师充分了解学生对知识的掌握情况,当然也有助于学生形成良好的思维创新能力。基于双减政策背景,有效地减轻了当前义务教育阶段学生作业负担以及校外培训负担较重的问题,与此同时,也能够有效地扭转当前学校作业数量较多、质量较低以及功能异化等问题。文章从精度教材、精编习题、精选作业、精细评价这四个方面入手,阐述了“双减”政策下小学数学作业设计技巧。

关键词：小学数学教学作业设计 “双减”政策

公共图书馆红色文献阅读推广实践探索——以辽宁省图书馆为例

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图书馆学刊 2022年第8期44卷 9-12页

作者：傅云霞辽宁省图书馆(辽宁省古籍保护中心) 辽宁沈阳110167

结合辽宁图书馆红色文献阅读推广工作实践,总结和梳理红色文献阅读推广工作的方式、方法,提出多要素内容、多元化途径融合的红色文献阅读推广策略。

关键词：公共图书馆红色经典阅读推广