undefined

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 enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Jyväskylän ammattikorkeakoulu

Alakoski Esa Orcid -palvelun logo

Tuovinen Tero Orcid -palvelun logo

Jyväskylän yliopisto

Erkkilä Anna-Leena Orcid -palvelun logo

Pölönen Ilkka Orcid -palvelun logo

Räbinä Jukka Orcid -palvelun logo

Tuovinen Tero Orcid -palvelun logo

Sajavaara Timo Orcid -palvelun logo

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Kokoomateos

Artikkelin tyyppi

Muu artikkeli:

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A3 Kirjan tai muun kokoomateoksen osa

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