Using Wave Propagation Simulations and Convolutional Neural Networks to Retrieve Thin Film Thickness from Hyperspectral Images
Julkaisuvuosi
2022
Tekijät
Erkkilä; Anna-Leena; Räbinä, Jukka; Pölönen, Ilkka; Sajavaara, Timo; Alakoski, Esa; Tuovinen, Tero
Abstrakti:
Ill-posed inversion problems are one of the major challenges when there is a need to combine measurements with the theory and numerical model. In this study, we demonstrate the use of wave propagation simulations to train a convolutional neural network (CNN) for retrieving sub-wavelength thickness profiles of thin film coatings from hyperspectral images. The simulations are produced by solving numerically one-dimensional wave equation with a method based on Discrete Exterior Calculus (DEC). This approach provides a powerful tool to produce large sets of training data for the neural network. CNN was verified by simulated verification sets and measured reflectance spectra, both of which showed strong correlations. A hyperspectral image that cover a region of sample provides sufficient number of spectra for reliable thickness analysis, but at the same time allows the use of a small detection spots to solve non-uniformity problems. The non-uniformity of film thickness is characterized and the results are promising. The approach introduced in this study provides a potential solution to the challenges of thin film analytics in the field of sub-wavelength thickness and its non-uniformity.
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Kokoomateos
Artikkelin tyyppi
Muu artikkeli:
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A3 Kirjan tai muun kokoomateoksen osaJulkaisukanavan tiedot
Emojulkaisun nimi
Kustantaja
Volyymi
76
Sivut
261-275
ISSN
ISBN
Julkaisufoorumi
Julkaisufoorumitaso
2
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Ei
Rinnakkaistallennettu
Ei
Muut tiedot
Tieteenalat
Tietojenkäsittely ja informaatiotieteet; Fysiikka
Tunnistettu aihe
[object Object]
Julkaisumaa
Sveitsi
Kustantajan kansainvälisyys
Kansainvälinen
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Ei
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.1007/978-3-030-70787-3_17
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä