激光光电检测

激光光电检测 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:国防科技大学出版社
作者:吕海宝
出品人:
页数:205
译者:
出版时间:2004-1
价格:19.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787810246101
丛书系列:
图书标签:
  • 激光检测
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具体描述

电子信息技术前沿:微纳结构与器件设计 作者: [此处可虚构一位资深教授或研究员姓名] 出版社: [此处可虚构一家专业科技出版社名称] ISBN: [此处可虚构一个标准ISBN号] 页数: [此处可虚构一个页数,例如:580页] --- 内容简介 本书聚焦于当代电子信息技术领域最为活跃且具有颠覆性潜力的两个核心方向:微纳尺度的结构设计与新型功能器件的集成制造。它并非传统意义上侧重于特定物理原理(如光学、电磁波传播)的专著,而是致力于搭建一个跨学科的知识桥梁,阐述如何利用先进的加工技术和材料科学原理,在微观尺度上实现对电磁波、电荷载流子以及力学响应的精确调控。 全书结构严谨,内容涵盖了从基础理论建模到实际应用案例的完整链条,旨在为电子工程、材料科学、物理学以及相关交叉学科的研究人员、工程师和高年级本科生提供一套系统化、前瞻性的技术指南。 --- 第一部分:微纳加工工艺与基础建模 (The Foundation: Micro/Nano-Fabrication and Modeling) 本部分深入剖析了实现微纳结构的关键技术及其背后的物理化学机制。重点在于理解如何将宏观设计转化为可制造的实体结构,并精确预测这些结构的性能。 第一章:先进光刻与刻蚀技术的回顾与展望 本章首先回顾了经典的光刻技术(如深紫外光刻 DUV),随后将笔墨集中在下一代前沿工艺上。详细讨论了电子束光刻 (EBL) 在高分辨率图案转移中的局限性与突破,特别是关于邻近效应的校正策略。在刻蚀方面,深入探讨了反应离子刻蚀 (RIE) 的等向性与各向异性控制的平衡,以及先进的原子层刻蚀 (ALE) 技术如何实现亚纳米级的精确材料去除,为构建高深宽比结构奠定基础。此外,对纳米压印技术 (NIL) 的材料兼容性和图案保真度进行了详尽的分析,指出其在低成本、大面积制造中的潜力。 第二章:薄膜沉积与界面工程 微纳器件的性能在很大程度上取决于材料的界面质量。本章围绕物理气相沉积 (PVD) 和化学气相沉积 (CVD) 展开,重点分析了如何通过控制沉积参数(如温度、气压、流速)来调控薄膜的晶态、应力状态及杂质浓度。尤其关注了原子层沉积 (ALD) 在实现极端共形覆盖和精确厚度控制方面的优势,这对于构建多层堆叠结构至关重要。此外,讨论了薄膜应力的产生机理及其对器件长期可靠性的影响,并介绍了退火和应力释放的技术手段。 第三章:微纳尺度下的材料本构关系与模拟 在微纳尺度下,材料的宏观物理定律往往需要修正。本章引入了有限元分析 (FEA) 和分子动力学模拟 (MD) 等计算工具,用于预测微结构在机械、热学和电学载荷下的响应。重点研究了尺寸效应如何影响材料的杨氏模量、粘附力以及疲劳寿命。例如,在分析悬臂梁结构时,需要精确耦合材料的弹塑性模型与几何非线性效应。 --- 第二部分:功能化微纳结构的设计与集成 (Functional Micro/Nano-Structures and Integration) 本部分将理论与工艺相结合,探讨如何设计具有特定电磁、机械或生物学功能的微纳结构,并将其集成到功能系统中。 第四章:超材料与结构色调控 本章超越了传统材料的本征属性,专注于通过人工设计的周期性或非周期性微纳结构来操纵电磁波。详细阐述了超表面 (Metasurfaces) 的设计原理,即利用亚波长单元结构(如纳米天线阵列)实现对光场相位、振幅和偏振的梯度控制。探讨了如何利用这些结构实现亚衍射极限成像、光束偏转和全息显示。在结构色方面,重点分析了衍射光栅、光子晶体薄膜的工作机制,以及如何通过精确控制结构周期实现高饱和度和高亮度的色彩表现,替代传统化学染料。 第五章:高灵敏度机械传感器与致动器设计 本部分深入研究了微机电系统 (MEMS) 的核心——高精度传感器与微执行器。着重介绍了谐振式传感器的设计,如利用梳齿结构实现极低的噪声基底和极高的品质因数 (Q值)。在致动器方面,详细分析了静电驱动、压电驱动和热驱动机制的优缺点,并探讨了如何通过优化支撑结构(如悬梁、环形支撑)来提高其响应速度和功率密度。对于基于挠曲铰链的运动机构,精确的柔顺性建模是设计的关键。 第六章:微流控系统中的界面物理学 微流控技术依赖于流体在微米通道内的精确控制。本章侧重于流体在微通道内的特殊行为,如低雷诺数下的层流特性。关键内容包括:如何利用表面张力梯度实现电润湿驱动 (EWOD),用于液滴的操控与混合;如何设计具有特定几何形状的微通道以实现惯性聚焦和离心分离。此外,讨论了生物分子与通道壁面之间的非特异性吸附问题,以及通过表面功能化涂层来优化生物兼容性的策略。 --- 第三部分:面向未来应用的系统集成与测试 (System Integration and Advanced Characterization) 本部分关注如何将设计和制造好的微纳功能单元转化为可实际部署的系统,并介绍相应的先进表征手段。 第七章:异质集成与三维堆叠技术 现代高性能电子系统往往需要集成不同材料和功能的单元。本章探讨了键合技术 (Bonding),特别是晶圆键合和混合键合在构建多层结构中的应用。详细分析了如何解决不同材料热膨胀系数 (CTE) 不匹配导致的键合缺陷和残余应力问题。系统介绍了TSV (硅通孔) 技术的制造流程及其对信号完整性的影响,这是实现三维集成电路 (3D-IC) 的关键技术。 第八章:微纳器件的在线与离线表征技术 高性能微纳器件的可靠性验证需要尖端的测试手段。本章聚焦于非破坏性检测技术。在电学测试方面,详细讲解了矢量网络分析仪 (VNA) 在高频下的校准与去嵌入技术,用于提取器件的S参数。在形貌与结构分析方面,重点介绍了扫描电子显微镜 (SEM) 的高加速电压成像原理与聚焦离子束 (FIB) 辅助下的原位失效分析技术。此外,讨论了利用原子力显微镜 (AFM) 进行纳米力学和电学成像的最新进展。 --- 结语:跨学科挑战与机遇 本书最后总结了当前微纳技术领域面临的主要挑战,包括如何应对量子效应的引入、如何实现超高密度集成、以及如何将生物兼容性与高稳定性相结合。强调了交叉学科人才培养的重要性,鼓励读者将理论物理、材料化学与精密的工程制造相结合,以推动下一代传感器、处理器和医疗设备的革新。 本书内容详实,图表丰富,不仅适合作为研究生教学参考书,也是相关领域工程技术人员提升专业深度的必备参考资料。

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读后感

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用户评价

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我必须承认,这本书的阅读过程是一场对耐心的严峻考验。它的内容密度非常高,几乎每一页都挤满了信息量,对于习惯了快速阅读和碎片化知识的读者来说,可能需要放慢脚步,甚至反复咀嚼才能消化。我记得在第三章关于调制传输特性的探讨中,作者似乎对每一个变量的物理意义都进行了详尽的解释,从传输介质的折射率变化到光强衰减系数的微小波动,无一遗漏。这种详尽到了近乎“啰嗦”的程度,反而成了它的优点——它几乎杜绝了因信息缺失而产生的理解障碍。不过,这也意味着读者必须投入大量的时间和精力。我尝试过带着电脑在旁边同步运行仿真软件来验证书中的一些结论,发现每一步推导都精确无误,这再次证明了作者在学术上的严谨态度。对于那些希望快速入门的读者来说,这本书可能显得有些“重磅”,但对于追求深度和细节的专业人士而言,这种厚重感恰恰是其价值所在,它提供了坚实的知识地基,让你敢于去探索更前沿的领域。

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这本书的装帧设计风格与内容形成了有趣的对比。从外在看,它走的是一种简约、冷峻的现代工业风,仿佛一本高精尖设备的说明手册。然而,一旦深入阅读,我发现作者在引用文献和理论溯源方面做得极为考究。每一条关键的公式或实验结论后面,都清晰地标注了出处,而且这些引用的时间跨度非常大,从二十世纪初期的奠基性工作,到近十几年最新的学术期刊成果,都有所涉猎。这给我一种强烈的“承前启后”的感觉——作者不仅是知识的传授者,更像是一位引路的向导,带领读者回顾了该领域的发展脉络。这种历史感和前瞻性的结合,让阅读过程充满了探索的乐趣。尤其值得称道的是,书中对一些历史上的争议性理论也进行了客观的评述,分析了不同流派观点的优势和局限性,这展现了作者开阔的学术视野和公正的立场,而不是仅仅推崇某一家之言。

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这本书的封面设计得非常有吸引力,深邃的蓝色背景上跳跃着几道醒目的橙色光束,给人一种既专业又充满未来感的感觉。我是在一个周末的下午,偶然在书店的科技类书架上发现了它。当时我正在寻找一些关于光学工程基础的书籍,希望能加深对基础理论的理解。拿到手里掂了掂,分量十足,感觉内容肯定非常扎实。我随便翻开几页,看到里面有大量精细的图表和公式推导,这让我立刻意识到,这本书绝非泛泛而谈的科普读物,而是面向有一定基础的工程师或研究生的专业教材。书中的排版清晰,字体大小适中,即使是复杂的数学公式也整理得井井有条,这对于长时间阅读专业文献来说,无疑是一个极大的加分项。我特别注意到其中关于傅里叶光学和衍射理论的部分,讲解得非常细致,从基本概念的引入到实际的应用案例,逻辑链条衔接得非常自然流畅,读起来让人感觉茅塞顿开,仿佛作者就在你身边耐心讲解一般。虽然我还没有完全深入阅读,但仅凭初步的翻阅,我已经能感受到作者在内容组织和深度把握上的深厚功力。这本书很可能成为我未来工作中随时需要查阅的工具书。

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这本书的文字风格颇为古朴,带着一种老派学者的严谨和一丝不苟。它没有过多使用时髦的网络流行词汇来吸引眼球,而是沉稳地、一步一步地构建起理论的大厦。我最欣赏的是作者在解释一些经典物理现象时所采用的类比方法,比如在讲解光束的传播特性时,他没有直接抛出复杂的波动方程,而是先从水波纹的扩散入手,这种由浅入深、循序渐进的叙述方式,极大地降低了初学者的理解门槛。我记得有一次我在研究一个关于相干性的问题时卡住了很久,翻阅其他几本书都不得要领。后来偶然翻到这本书的某一章节,作者用一种近乎哲学的探讨方式,将“时间相干性”与“空间相干性”的差异阐述得极为透彻,让我豁然开朗。书中的例题设计也极具巧思,它们往往不是那种纯粹为了计算而计算的习题,而是紧密结合了早期实验物理中的经典仪器和测量方法,使得读者在练习计算的同时,也能对历史上的科学探索过程有所了解,这让阅读体验变得更加丰富和有层次感。

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我最近在着手进行一个关于高分辨率成像系统的项目,需要对光学系统的像差理论进行复习和深化。这本书的第十章内容恰好切中了我的需求。作者并没有停留在传统的像差分类描述上,而是引入了现代的“点扩散函数”(PSF)和“调制传递函数”(MTF)的分析框架,并详细推导了这些函数如何受到系统内各种非理想因素的影响。最让我感到惊喜的是,书中竟然附带了一套精心设计的“自测与应用”模块,它不是传统的选择题或计算题,而是给出了一系列基于真实物理场景的“问题诊断”。比如,描述一个在特定温度和湿度下工作的传感器阵列,要求读者分析环境因素如何影响最终图像的信噪比和空间分辨率。这种将抽象理论与具体工程问题紧密结合的出题方式,极大地提升了我的实战能力。读完这部分内容后,我感觉自己对如何优化成像链路有了更系统、更量化的思考路径,而不是仅仅停留在定性的描述上。这本书的实用价值,确实超出了我最初的预期。

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