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(diǎn)，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(shí)驗(yàn)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(jìn)化計(jì)算技術(shù)，該算法的優(yōu)點(diǎn)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(diǎn)對算法加以改進(jìn)。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(jìn)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(shí)的問題，對粒子群算法進(jìn)行了改進(jìn)，提出了以下改進(jìn)策略：①當(dāng)待擬合參數(shù)之間相關(guān)性高時(shí)，根據(jù)最優(yōu)粒子的信息適時(shí)進(jìn)行搜索范圍的動(dòng)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(dāng)待擬合參數(shù)取值范圍廣時(shí)，對最優(yōu)粒子采用新的變異策略，增強(qiáng)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(jìn)

3、行了研究。針對低熱擴(kuò)散率薄膜樣品較難進(jìn)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(jìn)的粒子群算法對同時(shí)擬合薄膜熱擴(kuò)散率、襯底熱擴(kuò)散率和界面熱阻等樣品參數(shù)進(jìn)行了數(shù)值模擬。結(jié)果表明，改進(jìn)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(jìn)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(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究。根據(jù)理論模型并結(jié)合改進(jìn)的粒子群算法，利用實(shí)驗(yàn)測得的MPR相位信號對硅材料的熱擴(kuò)散率、載流子壽