完全なフォトニッククリスタルアレイの一貫した監視を実現するために、単一の断面画像は通常、広い空間範囲をカバーする必要があり、そのため単一の孔構造は大視野画像において非常に小さな割合を占めます。断面画像はコントラストが低く、境界がぼやけて形態が複雑であり、自動認識と正確な計測の難易度が著しく増加します。この問題に対して、PCSEL断面SEM画像向けの孔構造の自動認識および幾何学的計測手法を提案します。本手法はセマンティックセグメンテーションモデルに基づき、孔領域の自動認識を実現し、異なる孔型および撮像条件下で孔領域マスクを安定に抽出し、孔構造の寸法の自動計測を可能にします。実験結果は、最終的に選択されたセマンティックセグメンテーションモデルが検証データセットで93%のIoU（F1スコア約95%）を達成し、良好な孔構造の閉鎖性と輪郭の連続性を有することを示しています。幾何学的計測においても、自動計測結果は手動計測結果と良好に一致し、その計測不確かさは孔構造自体の特徴寸法に対して約1%〜5%であり、異なる寸法範囲において安定性と再現性の良さを示しています。本手法は手動ラベリングや孔ごとの計測による不確かさを効果的に低減し、パラメータ統計の効率を向上させます。同時に、アレイスケールでの幾何学的パラメータ統計結果と組み合わせることで、本手法は埋め込みナノ孔の横配列方向における寸法の一貫性および局所的不均一性を定量的に特徴付けることが可能であり、PCSEL埋め込み型ナノ孔構造の寸法評価およびエンジニアリングプロセスの監視に実用的な技術手段を提供します。

半導体レーザー;フォトニッククリスタル面発光レーザー;埋め込みナノ孔構造;画像特徴付け;セマンティックセグメンテーション