Micromachining Technology For Micro-Optics and Nano-Optics III pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Society of Photo Optical

作者:Johnson, Eric G.

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:1390.55元

装帧:Pap

isbn号码:9780819456946

丛书系列:

图书标签:

• Micromachining
• Micro-optics
• Nano-optics
• Optical fabrication
• Precision engineering
• Laser processing
• MEMS
• Nanotechnology
• Photonic devices
• Optical systems

微纳光学与精密制造的前沿进展 本书深入探讨了微纳尺度光学器件的制造技术、材料科学及其在光电子学、生物医学和传感领域的应用。全书围绕精密加工、功能化结构设计与集成这三大核心主题展开，为研究人员和工程师提供了对该领域最新突破的全面视角。 第一部分：先进制造工艺与设备 本部分重点聚焦于当前微纳光学制造领域最前沿、最具挑战性的技术。 1. 极紫外光刻（EUV Lithography）与下一代光刻技术： 高分辨率掩模版制造与缺陷控制： 详细阐述了用于EUV光刻的反射式掩模版的制造流程，包括多层膜沉积（Mo/Si, Mo/Be等）、图案转移的精度控制，以及纳米尺度的缺陷检测与修复技术。重点分析了残余应力如何影响光刻套准精度和器件性能。 选择性激光烧结（SLS）与增材制造在光学结构中的应用： 探讨了如何利用高精度SLS技术制造具有复杂内部结构的微透镜阵列和光子晶体，以及通过优化烧结参数来控制材料的孔隙率和光学均匀性。 聚焦离子束（FIB）直写与刻蚀： 深入分析了FIB技术在制作亚波长光栅、表面等离激元结构（SPPs）以及复杂三维纳米结构的潜力与局限性。讨论了不同离子束（Ga+、Xe+、Bi+）对不同材料（Si、GaAs、聚合物）的刻蚀效率和损伤机制。 2. 湿法化学加工与表面工程： 各向异性硅蚀刻（Anisotropic Silicon Etching）： 详尽对比了基于氢氧化钾（KOH）和四甲基氢氧化铵（TMAH）的硅湿法刻蚀工艺，特别是在制备高深宽比的微腔体和光波导结构时，对刻蚀速率、侧壁粗糙度和垂直度的精细调控方法。 软光刻（Soft Lithography）的革新： 关注于PDMS、聚合物基材料在微流控芯片和柔性光学元件制造中的应用。讨论了表面能控制、脱模机制优化以及多层叠加的对准技术，以实现高精度的纳米压印成型。 第二部分：微纳尺度功能材料与结构设计 本部分深入研究了如何通过材料选择和结构设计，赋予光学元件新的功能。 3. 超材料（Metamaterials）与超表面（Metasurfaces）的原理与实现： 等离激元共振与光场调控： 介绍了基于贵金属（金、银）纳米结构在可见光和近红外波段的表面等离激元共振效应，如何实现超薄的偏振控制、相位调制和光束整形。详细分析了局域表面等离激元共振（LSPR）的质量因子与损耗机制。 介电体超表面在全息成像中的应用： 探讨了利用高折射率介质（如Si、TiO2）纳米柱阵列实现对光的相位、振幅和偏振的独立、任意调控，从而制造出高效率、大视场的衍射光学元件（DOE）和动态全息显示器。 拓扑光子学与单向光流： 阐述了如何利用晶格几何设计和周期性结构实现拓扑保护的边缘态，这对于构建抗散射、高鲁棒性的光通信器件具有重要意义。 4. 晶体材料与非线性光学： 铌酸锂（LNOI）波导的制备与调制： 聚焦于在绝缘体上铌酸锂（LNOI）衬底上，利用离子交换、光刻和反应离子刻蚀技术制造低损耗、高调制效率的集成波导。探讨了电光效应在高速光通信中的应用。 周期性极化（PPLN）与频率转换： 详细分析了周期性极化铌酸锂（PPLN）的制备工艺，以及其在二次谐波产生（SHG）、和频产生（SFG）等非线性光学过程中的应用，特别是在光纤激光系统中的频率锁定技术。 第三部分：器件集成与性能表征 本部分关注如何将微纳光学元件集成到实际系统中，并进行高精度的性能评估。 5. 光电集成与封装技术： 芯片级封装（Chip-Level Packaging）中的热管理： 讨论了高功率密度光学器件（如VCSEL阵列、光放大器）在封装过程中面临的散热挑战，以及使用热沉材料（如金刚石、碳化硅）和微通道散热器的集成策略。 光子-电子混合集成： 探讨了利用倒装焊（Flip-Chip Bonding）、硅光子平台（Silicon Photonics）实现高速光调制器、探测器与CMOS电路的紧密集成，重点分析了光耦合损耗的最小化方案。 6. 计量学与实时表征： 亚波长结构的三维形貌测量： 介绍了基于扫描电子显微镜（SEM）的断层成像（FIB-SEM Cross-sectioning）技术，以及原子力显微镜（AFM）的高精度表面粗糙度分析方法，特别是在光刻胶残余厚度测量中的应用。 光谱学与动态响应测试： 阐述了如何使用傅里叶变换红外光谱（FTIR）和拉曼光谱技术，对微结构中的材料晶格振动、应力分布进行无损分析，并采用快速傅里叶变换（FFT）分析光学元件的衍射效率和调制带宽。 本书汇集了来自全球顶尖实验室的最新研究成果，为致力于光子集成、精密传感和下一代显示技术开发的高级工程师和研究人员提供了不可或缺的参考资料。其深度和广度，确保了读者能够全面掌握从原子尺度制造到系统级集成的关键技术瓶颈与解决方案。

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