Para alcançar o monitoramento consistente de um arranjo completo de cristais fotônicos, uma única imagem de seção transversal geralmente precisa cobrir uma ampla área espacial, fazendo com que a estrutura de um único furo ocupe uma proporção muito pequena na imagem de campo amplo, com baixo contraste da imagem de seção, bordas borradas e morfologia complexa, aumentando significativamente a dificuldade do reconhecimento automático e da medição precisa. Para resolver esse problema, foi proposto um método para o reconhecimento automático da estrutura dos furos e medição geométrica em imagens SEM de seções PCSEL. Esse método é baseado em um modelo de segmentação semântica que realiza o reconhecimento automático das áreas dos furos, podendo extrair de forma estável as máscaras das áreas dos furos sob diferentes tipos de furos e condições de imagem, alcançando a medição automática do tamanho da estrutura dos furos. Os resultados experimentais demonstram que o modelo de segmentação semântica finalmente selecionado alcançou 93% de IoU no conjunto de validação (com uma pontuação F1 de aproximadamente 95%), apresentando boa fechamento estrutural dos furos e continuidade dos contornos; em termos de medição geométrica, os resultados da medição automática são consistentes com os resultados da medição manual, com uma incerteza de medição relativa de aproximadamente 1% a 5% em relação ao tamanho característico da estrutura dos furos, mostrando boa estabilidade e repetibilidade em diferentes intervalos de tamanho. Esse método pode reduzir efetivamente a incerteza causada pela anotação manual e medição furo a furo, aumentando a eficiência da estatística dos parâmetros; simultaneamente, em combinação com os resultados da estatística de parâmetros geométricos em escala de arranjo, este método pode caracterizar quantitativamente a consistência dimensional e a não uniformidade local dos nanoporos enterrados em direção de posicionamento transversal, fornecendo uma ferramenta técnica prática para avaliação de tamanho e monitoramento do processo de engenharia das estruturas de nanoporos enterrados em PCSEL.

laser semicondutor; laser de emissão de superfície de cristal fotônico; estrutura de nanoporos enterrados; caracterização de imagens; segmentação semântica