粒子群算法在光熱反射技術(shù)中的應(yīng)用.pdf

1、調(diào)制光熱反射(MPR)技術(shù)具有無損檢測和高靈敏度的特點，已被廣泛用于物理、材料工程等領(lǐng)域，并越來越受到人們的重視。作為檢測手段，實驗數(shù)據(jù)的擬合以及樣品性質(zhì)參數(shù)的定量獲取一直沒能得到很好地解決。新興起的粒子群優(yōu)化算法是一種智能進化計算技術(shù)，該算法的優(yōu)點有望在測量技術(shù)的多參數(shù)擬合中得到應(yīng)用，但為了保證其智能性和最優(yōu)性，還應(yīng)根據(jù)材料物理參數(shù)擬合的特點對算法加以改進。本文主要在總結(jié)分析粒子群算法的基礎(chǔ)上，在MPR技術(shù)中引入了粒子群算法并相應(yīng)開展

2、了如下一些工作： 1．對粒子群優(yōu)化算法進行了研究。在總結(jié)分析粒子群算法的基礎(chǔ)上，針對樣品多參數(shù)擬合時的問題，對粒子群算法進行了改進，提出了以下改進策略：①當待擬合參數(shù)之間相關(guān)性高時，根據(jù)最優(yōu)粒子的信息適時進行搜索范圍的動態(tài)調(diào)整，縮小了搜索范圍，減少了陷入局部極值的概率。②當待擬合參數(shù)取值范圍廣時，對最優(yōu)粒子采用新的變異策略，增強了搜索過程的智能性，加快了搜索速度。 2．對利用MPR徑向掃描技術(shù)表征薄膜-襯底材料的熱物性進

3、行了研究。針對低熱擴散率薄膜樣品較難進行多參數(shù)擬合的難題，在討論影響擬合效果的參數(shù)靈敏度和相關(guān)性問題的基礎(chǔ)上，利用改進的粒子群算法對同時擬合薄膜熱擴散率、襯底熱擴散率和界面熱阻等樣品參數(shù)進行了數(shù)值模擬。結(jié)果表明，改進的粒子群算法比其它方法能更好地對高相關(guān)性的參數(shù)進行擬合。 3．對利用MPR技術(shù)表征半導(dǎo)體材料的物理參數(shù)進行了理論和實驗研究。根據(jù)理論模型并結(jié)合改進的粒子群算法，利用實驗測得的MPR相位信號對硅材料的熱擴散率、載流子壽