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上海光機(jī)所在可解釋機(jī)器學(xué)習(xí)光柵參數(shù)計(jì)量研究中取得進(jìn)展

研發(fā)快訊 2026年07月06日 13:41:31來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所 11226

摘要光柵是光譜分析、光通信和高功率激光系統(tǒng)中的重要光學(xué)元件，其占空比、槽深等微結(jié)構(gòu)參數(shù)直接影響衍射效率和器件性能。

　　【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所高功率激光元件技術(shù)與工程部劉世杰研究員團(tuán)隊(duì)聯(lián)合南京理工大學(xué)朱日宏教授團(tuán)隊(duì)，在光柵微結(jié)構(gòu)參數(shù)非接觸、高精度測(cè)量研究中取得進(jìn)展。相關(guān)成果以“AMICM: A high-precision grating metrology framework via interpretable machine learning and scatterometry”為題，發(fā)表于Optics and Lasers in Engineering。

　　光柵是光譜分析、光通信和高功率激光系統(tǒng)中的重要光學(xué)元件，其占空比、槽深等微結(jié)構(gòu)參數(shù)直接影響衍射效率和器件性能。傳統(tǒng)AFM、SEM等直接測(cè)量方法存在離線(xiàn)、效率低和樣品損傷風(fēng)險(xiǎn)，常規(guī)散射計(jì)量反演又受制于建模復(fù)雜度和計(jì)算成本，難以滿(mǎn)足快速、非接觸測(cè)量需求。

　　針對(duì)上述問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)提出注意力增強(qiáng)多特征可解釋CatBoost模型AMICM。該方法基于-1級(jí)衍射效率光譜，融合時(shí)域特征、頻域特征和光譜效率曲線(xiàn)，并引入注意力機(jī)制與SHAP解釋分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵特征的動(dòng)態(tài)加權(quán)和可解釋預(yù)測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在1400 lines/mm矩形光柵及20-40 dB噪聲條件下，該方法對(duì)占空比預(yù)測(cè)的MAE為0.0174、R²為0.9841，對(duì)槽深預(yù)測(cè)的MAE為0.017、R²為0.9791，具備毫秒級(jí)推理能力，為工業(yè)場(chǎng)景下光柵參數(shù)快速計(jì)量提供了新思路。

　　引用：上海光機(jī)所在可解釋機(jī)器學(xué)習(xí)光柵參數(shù)計(jì)量研究中取得進(jìn)展上海光學(xué)精密機(jī)械研究所【引用時(shí)間：2026年6月26日】

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