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基于立体视觉的光通信器件空间缺陷检测方法研究

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基于立体视觉的光通信器件空间缺陷检测方法研究

作者：周聪华中科技大学

学位级别：硕士

光通信器件是光通信产品的重要组件,其加工质量直接影响光通信产品的性能。光通信器件一般由底座、光敏等各种贴片元件及金丝焊线组成。由于加工工艺、器件传送等原因,可能出现焊线的空间缺陷,这类缺陷人工检测难以准确判断。本文采用... 详细信息

光通信器件是光通信产品的重要组件,其加工质量直接影响光通信产品的性能。光通信器件一般由底座、光敏等各种贴片元件及金丝焊线组成。由于加工工艺、器件传送等原因,可能出现焊线的空间缺陷,这类缺陷人工检测难以准确判断。本文采用双目立体视觉的方法实现光通信器件焊线空间缺陷的自动检测,主要研究内容如下:首先,针对光通信器件上各类贴片边缘提取困难的问题,本文设计了基于RCF的边缘提取网络,实现了立体视觉中左右图像上各类贴片边缘的精确提取。该网络通过引入Dense Net模块和注意力机制模块,有效地提高了贴片元件边缘的提取精度。通过消融实验证明,引入的模块将网络的ODS从0.759提升到0.818。进一步,对贴片元件的角点进行了精确定位与匹配,建立了贴片元件的上表面空间三维模型,为焊线缺陷的检测奠定了基础。其次,针对光通信器件上焊线空间分布复、左右图像焊线像素级匹配困难的问题,本文提出并设计了基于注意力机制的双目视觉图像特征描述子生成网络。该网络借助Superpoint网络生成特征描述子的思想,采用Unet网络结构,通过编码器生成256通道的深层特征描述子,再由解码器经过上采样及跳层联接,生成原图大小的256通道特征描述子。并引入自注意力和互注意力机制,通过自注意力,强化单幅图像相邻像素之间的特征差异;通过互注意力,加强左右图像对应像素之间的特征相关性。实验证明,基于本文网络生成特征描述子的匹配方法,能有效提高左右图像焊线匹配的准确性,并较好解决了极线匹配无效情况下的焊线匹配问题。在此基础上,结合双目视觉系统的标定信息,建立了焊线中心线的三维空间模型。最后,利用贴片元件上表面及焊线中心线空间三维模型,设计了光通信器件焊线空间缺陷的检测算法。通过缺陷检测实验,验证了检测算法的有效性。

关键词：光通信器件金丝焊线空间缺陷检测深度学习特征描述子

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SS公司光通信器件产品战略研究

SS公司光通信器件产品战略研究

作者：郭松涛长春工业大学

学位级别：硕士

随着信息技术的迅猛发展和数字经济对人类生活影响的不断加深,互联网正在成为人们生活的必需元素。当前大规模数据中心建设、5G网络部署、接入带宽升级正在全球范围内进行。2020年新冠疫情爆发造成的人员流动受限,人们工作生活对网络的... 详细信息

随着信息技术的迅猛发展和数字经济对人类生活影响的不断加深,互联网正在成为人们生活的必需元素。当前大规模数据中心建设、5G网络部署、接入带宽升级正在全球范围内进行。2020年新冠疫情爆发造成的人员流动受限,人们工作生活对网络的依赖度增加进一步加速了全球网络升级的进程。我国在2019年提出“新基建”战略以推动5G和大型数据中心建设,在2021年推行“双千兆”战略以提升接入带宽。2022年,我国“东数西算”工程正式启动,将在全国建设8大计算枢纽和10大数据中心集群。光纤通信网络是信息基础设施的基础,光通信器件是光通信网络的核心组成部分。全球信息网络建设和政策驱动为光通信行业提供了发展机遇,拉动了光通信器件需求的增长。SS公司服务光通信行业近30年,不仅拥有从光芯片到光模块的垂直整合能力,也有广泛的客户群体和深厚的客户关系。但近10年来,SS公司并没有得到突破性的发展,市场份额也在不断缩小,被竞争对手不断超越。产品是企业和市场的纽带,是公司价值的载体,本文以SS公司为研究对象,通过对其产品战略的研究,寻求适合于SS公司发展的产品战略选择,并制定相应的战略实施的保障措施。文章首先介绍了国内外产品战略相关研究的进展,之后对产品战略相关的概念、理论和分析工具进行了介绍。SS公司近10年来的发展历程揭示了其发展乏力,营收震荡的事实。行业发展趋势影响企业发展路径,通过对光通信器件市场的分析,了解市场的规模、增长趋势、驱动因素、国内外市场特征,为后续研究提供了分析基础。有市场就会有竞争,借助波特五力模型,对光通信器件行业中的五种力量进行分析,体现光通信行业不仅竞争充分,并且在产业链中处于相对弱势的事实。SS公司有较全面的产品线结构基础,对其产品生命周期和产品组合分析后,识别出其中的问题并分析造成问题的原因。通过波士顿矩阵对公司现有产品分析,对现有产品进行划分,并指出产品的资源投入方向。文章采用SWOT分析对SS公司外部环境的机会和威胁,内部能力与资源的优势和劣势进行分析总结,明确战略选择的方向。基于可预见性、可衡量性、可执行性、技术创新性、权变性五个原则,确定SS公司的产品战略选择,即产品多元化与组合战略,产品差异化战略,产品快速迭代战略,光芯片核心战略。为确保产品战略的实施,制定了技术创新、产品开发、降低成本三个方面的保障措施。技术方面,以参与全球标准制定引领技术,以新技术开发提升技术能力,以自研光芯片开发、光芯片资本投入、光芯片推广强化SS公司在芯片技术方面的优势。产品开发方面,以优化产品开发流程为基础,制定了产品开发平台化与产品设计模块化的保障措施。为提高产品竞争力,制定了降低成本,确保交付和质量的运营层面保障措施。本文虽然以SS公司为研究对象,但所研究的具体问题普遍发生于SS公司这样的中型光通信器件企业中,所以对光通信器件及相关行业的产品战略研究,具有参考意义。

关键词：光通信器件成本优化产品组合技术创新光芯片

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光通信器件的发展历史、现状与趋势

科技导报 2016年第16期34卷 13-19页

作者：周天宏马卫东光迅科技股份有限公司武汉430205

从行业和技术的角度概述了光通信器件的发展现状,介绍了中国光通信器件的发展水平,分析了中国光通信器件与国际领先水平的差距。分析表明,光集成技术是未来光器件的主流发展方向,Ⅲ-Ⅴ族材料和硅基材料被业界普遍看作未来光集成技术的... 详细信息

从行业和技术的角度概述了光通信器件的发展现状,介绍了中国光通信器件的发展水平,分析了中国光通信器件与国际领先水平的差距。分析表明,光集成技术是未来光器件的主流发展方向,Ⅲ-Ⅴ族材料和硅基材料被业界普遍看作未来光集成技术的两大阵营,将改变光器件的设计和未来。

关键词：光纤通信光通信器件光集成技术

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光通信器件测试系统的实现及有效性分析

光通信器件测试系统的实现及有效性分析

作者：庞想想哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

集成光通信器件的大规模生产,对器件的测试提出了更高的要求。快速自动化测试系统越来越受到各器件厂商的重视。本文针对目前光通信器件测试系统存在的问题进行细致研究,给出分析结果,提出改善测试系统的设计方案,引入测量系统分析方法... 详细信息

集成光通信器件的大规模生产,对器件的测试提出了更高的要求。快速自动化测试系统越来越受到各器件厂商的重视。本文针对目前光通信器件测试系统存在的问题进行细致研究,给出分析结果,提出改善测试系统的设计方案,引入测量系统分析方法对其进行有效性验证。首先,本文对光通信器件的测试基本状况进行调研,给出测试主要参数和基本测试方法。随后,引入MSA（Measurement System Analysis）方法,为系统的有效性验证作好理论准备。之后,对测试系统光源进行稳定性分析,提出一种既减少设备支出又能够保证光源稳定输出的解决方案,经连续性监控得出1310nm、1490nm、1550nm的光源功率变化范围在-0.03dB.03dB以内,1620nm光源变化范围在-0.09 dB.02dB以内,稳定性均好于改善前。然后,本文设计一种分光器自动测试系统。本系统可以实现IL（Insertion Loss）、PDL（Polarization Dependent Loss）的两项参数的快速自动化测试。相对与传统分光器测试系统,该系统较好地解决了光源稳定性和熔点损耗两个难题,极大地降低了设备冗余度,测试效率提高至少25%,数据可靠性进一步提高。该系统也可进行其他光通信器件的损耗测试。最后,本文对自动测试系统有效性进行验证。通过对V型槽短时间连续性验证得出该测试系统的V型槽具有很高的稳定性。随后,通过光纤端面容忍度分析验证得出该测试系统对光纤端面不敏感。之后利用源于汽车工业生产的MSA方法,对用于分光器测试的自动化系统的测试性能进行了GR&R（Gage Repeatability and Reproducibility）分析。分析得到IL、PDL两项参数的重复性和再现性均满足要求,测试系统整体达到预期要求。文章结尾总结了该系统的各项性能,提出了该系统的可持续开发及改进方案。

关键词：光通信器件测试自动化有效性

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全息技术在光通信器件中的新应用

应用激光 2004年第1期24卷 37-40页

作者：桑新柱余重秀王旭张琦徐大雄北京邮电大学电子工程学院北京100876

近年来全息技术在光通信器件中的应用逐渐引起人们的重视。本文重点研究了全息技术在WDM复用器 /解复用器、OCDMA编码器 /解码器和波长可调谐滤波器中的应用 ,分析了它们的基本原理和研究进展。

关键词：全息技术光通信器件复用器/解复用器光码分多址波长可调谐滤波器

基于SOI材料光通信器件的模拟、设计和制作

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基于SOI材料光通信器件的模拟、设计和制作

作者：陈方荣浙江大学

学位级别：硕士

SOI(Silicon-On-Insulator)材料由于其在低功耗、高速CMOS器件方面的应用，被称为“二十一世纪的硅基础电路技术”。同时，它也具备许多优越的光学特性，比如低损耗(在通信波段)、高折射率差，这使得它不但能用来制作灵巧紧凑的光集成... 详细信息

SOI(Silicon-On-Insulator)材料由于其在低功耗、高速CMOS器件方面的应用，被称为“二十一世纪的硅基础电路技术”。同时，它也具备许多优越的光学特性，比如低损耗(在通信波段)、高折射率差，这使得它不但能用来制作灵巧紧凑的光集成器件，也为利用CMOS微电子工艺实现光电集成提供了一个很好的平台。在两年半的硕士学习期间，我将集成光器件的模拟与设计作为自己的研究方向，着重研究基于SOI材料的光通信器件。本论文总结了我两年来的研究成果，它主要包括基于SOI材料的集成光器件模拟设计和制作工艺两部分。在理论和设计方面，本论文首先在基于SOI材料的光集成器件的模拟算法方面做了研究。由于SOI材料中作为波导芯层的硅折射率很大，与作为包层的SiO之间有很大的折射率差，这势必对模拟数值算法的精度和边界处理等方面提出了更高的要求。本文给出了一种基于插值的全矢量有限差分方法(FDM)。在保证一定精度的前提下，这种方法能够平滑地处理SOI材料的折射率突变界面。另外，本文还实现了多种束传播算法(BPM)，为设计特性优良的光集成器件打下扎实的基础。基于以上实现的算法，本文还对SOI脊形光波导的一些基础结构特性做了研究，比如利用建立的有限差分模式解算法模拟了不同刻蚀深度对SOI脊形光波导的偏振相关特性的影响以及泄漏损耗、弯曲损耗与波导结构参数之间的关系等等;最后，本论文给出了几种基于SOI材料无源器件的模拟设计结果。比如在FDM和BPM等算法的基础上，利用遗传算法设计了波长响应平坦的功分器等。在制作工艺方面，摸索出一套相对行之有效的SOI光波导制作工艺流程，在图像反转光刻以及Lift-Off金属剥离等方面，得到了一些比较成熟的工艺参数。

关键词：光通信器件 SOI材料光集成器件模拟算法