了得網工業技術_微納繫統技術與應用

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微納結構由於其尺度原因，經典物理中的某些理論、定律和常規的機械加工技術、光學顯微檢測手段已不再適用。因此，現代科技有針對性地發展了一套繫統有效的研究方法來處理這一問題。姚軍等的《微納繫統技術與應用》即以此為基礎，闡述了微納結構與繫統的原理、發展與應用。
全書共7章，第1章介紹了微納繫統技術的概念、研究領域、發展現狀和前景；第2章闡述了微光學的基本理論和典型器件；第3章介紹了微機電繫統的材料、傳感器、執行器及幾個典型應用；第4章介紹了微機電繫統在微光學中的典型應用——微光機電繫統；第5章概括了一些常見的微納繫統技術的微細加工技術；第6章介紹了納機電繫統；第7章通過實例對微納繫統技術的整個研發過程進行了分析。

內容簡介

本書繫統闡述了微納結構與繫統的知識，主要包括微納繫統的基本概念、所用材料、加工方法、在多學科交叉領域的具體應用等。另外，本書還詳細探討了微納繫統領域內一些熱點研究方向的*成果，包括MEMS空間光調制器、MEMS開關、光纖傳感器、氣體傳感器等，並按照設計、加工、測試、封裝這一完整流程闡述了研發的方法和技巧，通過實例對各個研發環節的實踐經驗進行了簡明介紹，這都有助於讀者在實際工作中的參考。

本書可供微機械、光學工程、自動控制、先進制造等相關專業的教學、科研和工程技術人員閱讀參考，也可作為相應領域高年級本科生和研究生教材。

作者簡介

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姚軍博士，研究員，博士生導師。1992年9月進入四川大學物理繫學習，2001年7月獲得信息光學專業理學博士學位。2001年9月至2007年5月，先後在英國Strathclyde
University、Durham University和University College
London工作，研究方向分別為MEMS、微光學器件設計及檢測和自適應光學。2007年6月入選中國科學院“百人計劃”，進入中國科學院光電技術研究所微細加工光學技術國家重點實驗室工作，主要研究方向為MEMS和自適應光學。2010年入選四川省首批“百人計劃”。近年發表論文60餘篇，其中，40餘篇被SCI和EI檢索，申請發明專利20餘項。
汪為民
碩士，助理研究員。2006年7月畢業於南開大學物理學院物理學基地班，獲理學學士學位，2009年7月畢業於清華大學物理繫物理學專業，獲理學碩士學位，同年進入中國科學院光電技術研究所微細加工光學技術國家重點實驗室工作至今，主要從事MEMS設計與檢測方面的研究工作。

前言第1章微納繫統技術概述 1.1 引言 1.1.1 微納繫統的概念 1.1.2 尺度效應 1.1.3 微納繫統的研究領域 1.2 研究現狀 1.3 發展前景 1.4 本章小結參考文獻第2章微光學 2.1 光學基礎知識 2.1.1 反射和折射定律 2.1.2 光的干涉 2.1.3 光的衍射 2.2 微光學基本理論 2.2.1 標量衍射理論 2.2.2 矢量衍射理論 2.3 微光學典型器件 2.3.1 衍射光學器件 2.3.2 亞波件 2.3.3 微光學波導器件——納米光纖 2.3.4 自由空間微光學器件 2.4 本章小結參考文獻第3章 MEMS概述 3.1 MEMS材料 3.1.1 基片材料 3.1.2 薄膜材料 3.2 MEMS傳感器 3.2.1 物理傳感器 3.2.2 化學傳感器 3.2.3 生物傳感器 3.3 MEMS執行器 3.3.1 靜電執行器 3.3.2 壓電執行器 3.3.3 電磁執行器 3.3.4 電熱執行器 3.4 MEMS應用 3.4.1 MEMS開關 3.4.2 MEMS濾波器 3.4.3 微陀螺儀 3.5 本章小結參考文獻第4章 MOEMS 4.1 MOEMS概述 4.1.1 研究領域 4.1.2 研究進展 4.2 光通信器件 4.2.1 光源器件 4.2.2 光開關 4.2.3 VOA 4.3 MOEMS顯示器件 4.3.1 DMD 4.3.2 光柵光閥 4.4 變形鏡 4.4.1 變形鏡概述 4.4.2 微機械薄膜變形鏡 4.4.3 表面微機械分立和連續鏡面變形鏡 4.5 本章小結參考文獻第5章微細加工技術 5.1 微細加工技術基礎 5.1.1 光刻 5.1.2 沉積 5.1.3 刻蝕 5.2 表面微加工技術 5.2.1 概述 5.2.2 表面工藝中的主要問題及其解決辦法 5.2.3 實例解析 5.3 其他微加工技術 5.3.1 摻雜技術 5.3.2 LIGA技術 5.3.3 納米加工技術 5.3.4 封裝技術 5.4 本章小結參考文獻第6章 NEMS概述 6.1 概述 6.1.1 NEMS的特點 6.1.2 NEMS的制造技術 6.1.3 NEMS的檢測與表征 6.2 NEMS器件 6.2.1 諧振器 6.2.2 懸臂梁生化傳感器 6.3 NEMS在微流體中的應用 6.3.1 微流體特性 6.3.2 微驅動 6.3.3 微通道 6.3.4 微泵 6.3.5 微閥 6.4 芯片實驗室 6.4.1 加工 6.4.2 常用的檢測技術 6.4.3 生化單分子檢測 6.5 納米傳感器 6.5.1 LSPR傳感器 6.5.2 光纖消逝場生化傳感器 6.5.3 平板波導生化傳感器 6.6 NEMS展望 6.7 本章小結參考文獻第7章 MEMS實例分析 7.1 設計目標 7.2 結構設計 7.2.1 工作原理 7.2.2 建立模型 7.3 工藝設計 7.4 參數優化 7.4.1 物理模型分析 7.4.2 工程力學分析 7.4.3 計算機輔助工程分析 7.4.4 參數優化實例 7.5 器件加工 7.5.1 版圖繪制 7.5.2 加工過程 7.5.3 其他標準工藝 7.6 樣品測試 7.6.1 MEMS測試概述 7.6.2 樣品測試實例 7.7 封裝與繫統集成 7.7.1 MEMS封裝概述 7.7.2 Sandia國家實驗室變形鏡的封裝與集成 7.8 本章小結參考文獻


前言
第1章 微納繫統技術概述
  1.1 引言
    1.1.1 微納繫統的概念
    1.1.2 尺度效應
    1.1.3 微納繫統的研究領域
  1.2 研究現狀
  1.3 發展前景
  1.4 本章小結
  參考文獻
第2章 微光學
  2.1 光學基礎知識
    2.1.1 反射和折射定律
    2.1.2 光的干涉
    2.1.3 光的衍射
  2.2 微光學基本理論
    2.2.1 標量衍射理論
    2.2.2 矢量衍射理論
  2.3 微光學典型器件
    2.3.1 衍射光學器件
    2.3.2 亞波件
    2.3.3 微光學波導器件——納米光纖
    2.3.4 自由空間微光學器件
  2.4 本章小結
  參考文獻
第3章 MEMS概述
  3.1 MEMS材料
    3.1.1 基片材料
    3.1.2 薄膜材料
  3.2 MEMS傳感器
    3.2.1 物理傳感器
    3.2.2 化學傳感器
    3.2.3 生物傳感器
  3.3 MEMS執行器
    3.3.1 靜電執行器
    3.3.2 壓電執行器
    3.3.3 電磁執行器
    3.3.4 電熱執行器
  3.4 MEMS應用
    3.4.1 MEMS開關
    3.4.2 MEMS濾波器
    3.4.3 微陀螺儀
  3.5 本章小結
  參考文獻
第4章 MOEMS
  4.1 MOEMS概述
    4.1.1 研究領域
    4.1.2 研究進展
  4.2 光通信器件
    4.2.1 光源器件
    4.2.2 光開關
    4.2.3 VOA
  4.3 MOEMS顯示器件
    4.3.1 DMD
    4.3.2 光柵光閥
  4.4 變形鏡
    4.4.1 變形鏡概述
    4.4.2 微機械薄膜變形鏡
    4.4.3 表面微機械分立和連續鏡面變形鏡
  4.5 本章小結
  參考文獻
第5章 微細加工技術
  5.1 微細加工技術基礎
    5.1.1 光刻
    5.1.2 沉積
    5.1.3 刻蝕
  5.2 表面微加工技術
    5.2.1 概述
    5.2.2 表面工藝中的主要問題及其解決辦法
    5.2.3 實例解析
  5.3 其他微加工技術
    5.3.1 摻雜技術
    5.3.2 LIGA技術
    5.3.3 納米加工技術
    5.3.4 封裝技術
  5.4 本章小結
  參考文獻
第6章 NEMS概述
  6.1 概述
    6.1.1 NEMS的特點
    6.1.2 NEMS的制造技術
    6.1.3 NEMS的檢測與表征
  6.2 NEMS器件
    6.2.1 諧振器
    6.2.2 懸臂梁生化傳感器
  6.3 NEMS在微流體中的應用
    6.3.1 微流體特性
    6.3.2 微驅動
    6.3.3 微通道
    6.3.4 微泵
    6.3.5 微閥
  6.4 芯片實驗室
    6.4.1 加工
    6.4.2 常用的檢測技術
    6.4.3 生化單分子檢測
  6.5 納米傳感器
    6.5.1 LSPR傳感器
    6.5.2 光纖消逝場生化傳感器
    6.5.3 平板波導生化傳感器
  6.6 NEMS展望
  6.7 本章小結
  參考文獻
第7章 MEMS實例分析
  7.1 設計目標
  7.2 結構設計
    7.2.1 工作原理
    7.2.2 建立模型
    7.3 工藝設計
  7.4 參數優化
    7.4.1 物理模型分析
    7.4.2 工程力學分析
    7.4.3 計算機輔助工程分析
    7.4.4 參數優化實例
  7.5 器件加工
    7.5.1 版圖繪制
    7.5.2 加工過程
    7.5.3 其他標準工藝
  7.6 樣品測試
    7.6.1 MEMS測試概述
    7.6.2 樣品測試實例
  7.7 封裝與繫統集成
    7.7.1 MEMS封裝概述
    7.7.2 Sandia國家實驗室變形鏡的封裝與集成
  7.8 本章小結
  參考文獻

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