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[德] Wolfgang Osten 著，王伯雄 等 译

图书标签:

• 微系统
• 光学检测
• 检测技术
• 光学
• 微系统
• 精密测量
• MEMS
• 传感器
• 仪器仪表
• 光学工程

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111458371

版次：1

商品编码：11534971

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 国际制造业先进技术译丛

开本：16开

出版时间：2014-08-01

用纸：胶版纸

页数：460

字数：629000

正文语种：中文

内容简介

　　微系统的尺度小，材料组合性强，功能多，对它的测量与检测构成了该领域新的挑战。本书内容丰富，覆盖面广，汇聚了各国知名大学共28位作者的卓越成果。书中将检测技术原理与众多应用实例相结合，介绍了微系统检测的应用光学技术，主要提供该领域中典型光学检测技术的全面回顾，包括光散射法、扫描探针显微技术、共焦显微技术、条纹投影技术、栅格和莫尔技术、干涉显微技术、激光多普勒测振技术、全息术、散斑测量术及光谱技术，同时还详述了上述技术相关数据的获取和处理方法。
　　《微系统光学检测技术》是微纳米检测领域一本不可多得的参考书，适合从事微纳制造、微系统检测的科技人员、高等院校相关研究方向的师生参考使用。

内页插图

目录

第1章用于MEMS测试的图像处理和计算机视觉
1.1概述
1.2任务分类
1.3图像处理和计算机视觉元件
1.3.1光、颜色和滤波器的行为
1.3.2照明
1.3.3透镜系统
1.3.4传感器
1.4图像数据的处理与分析
1.4.1计算机视觉过程
1.4.2图像数据预处理和处理方法
1.4.3图像数据分析方法
1.4.4解决测试任务
1.5商业与非商业的图像处理和计算机视觉软件
1.6用于光学计量中条纹图案的图像处理技术
1.7结论
参考文献
第2章微系统检测用图像的相关技术
2.1概述
2.2用数字图像相关（DIC）技术的变形测量法
2.2.1数字微图像的互相关算法
2.2.2位移和应变场的提取
2.2.3确定衍生性质
2.2.4功能与限制
2.2.5有限元（FE）仿真与DIC方法的结合
2.3DIC应用中的基本设备
2.3.1测量系统元件
2.3.2对高分辨率扫描显微镜的要求
2.3.3软件工具
2.4DIC技术在微系统中的应用
2.4.1微元件的应变分析
2.4.2缺陷检测
2.4.3有限元模型验证
2.4.4材料性质测量
2.4.5微裂纹评估
2.4.6基于AFM微图的三维变形分析
2.4.7确定微元件中的残余应力
2.5总结与展望
参考文献
第3章微组件和微结构光散射检查技术
3.1概述
3.2光散射的理论背景
3.3测量装置
3.4光散射法的标准化
3.5微元件和微结构检查应用
3.6光散射技术和轮廓测量技术组合
3.7结论和展望
参考文献
第4章原子力显微镜表征及测量微元件
4.1概述
4.2AFM部件及工作原理
4.2.1探针
4.2.2扫描器
4.2.3控制器
4.2.4探测、输入信号、设置点与错误信号
4.2.5Z反馈回路
4.3AFM成像模式
4.3.1一次AFM成像模式
4.3.2二次AFM成像模式
4.4AFM非成像模式
4.5AFM用于微组件检查——案例研究
4.6原子力轮廓仪（AFP）——AFM和触针轮廓仪的组合
4.7AFM的补充光学测量技术
4.8结论与展望
参考文献
第5章MEMS测量用光学轮廓测量技术
5.1概述
5.2共焦显微镜术原理
5.2.1共焦点传感器
5.2.2共焦显微镜
5.2.3用共焦显微镜测量
5.2.4MEMS测量应用
5.3显微镜深度扫描条纹投影（DSFP）原理
5.3.1概述
5.3.2强度模型
5.3.3实验实现
5.4结论
参考文献
第6章微测量用栅格法和莫尔法
6.1概述
6.2栅格或光栅制造方法
6.2.1光刻胶
6.2.2移动点源全息干涉仪
6.2.3电子束平版印刷术
6.2.4聚焦电子束（FIB）铣削
6.3微莫尔干涉仪
6.3.1原理
6.3.2光纤微莫尔干涉仪
6.3.3在微电子封装中的应用
6.3.4结论
6.4采用高分辨率显微术的莫尔法
6.4.1电子束莫尔法
6.4.2AFM莫尔法
6.4.3SEM扫描莫尔法
6.4.4FIB莫尔法
6.4.5TEM莫尔法
6.4.6应用
6.4.7结论
6.5显微栅格法
6.5.1概述
6.5.2采用傅里叶变换法的栅格线图形分析方法
6.5.3结合相移法的栅格线图形分析法
6.5.4栅格衍射法
6.5.5应用
6.6结论
参考文献
第7章微零件面内位移和应变测量的光栅干涉法
7.1概述
7.2光栅干涉法原理
7.3波导光栅干涉法
7.3.1波导光栅干涉仪头的概念
7.3.2用于位移矢量测量的改进波导光栅干涉仪
7.4测量系统
7.5样品光栅技术
7.6波导光栅干涉技术的典型应用
7.6.1材料常数的确定
7.6.2多晶材料分析
7.6.3半导体微型激光器矩阵试验
7.6.4电子封装
7.7结论
参考文献
第8章微系统特性的干涉显微检测技术
8.1概述
8.2干涉显微镜
8.2.1工作原理
8.2.2光源
8.2.3干涉仪
8.2.4光程差调制的干涉显微镜
8.2.5波长调制的干涉显微镜
8.2.6直接相位调制的干涉显微镜
8.2.7光谱分解干涉显微镜
8.3双光束零差干涉显微镜建模
8.3.1单色照明双光束干涉技术
8.3.2宽带照明双光束干涉技术
8.3.3双光束干涉显微镜
8.4干涉显微镜静态测量
8.4.1单色干涉显微技术检测表面轮廓
8.4.2低相干干涉测量表面轮廓
8.5干涉显微测量技术的性能和问题
8.5.1边缘效应
8.5.2非均质表面的测量
8.5.3膜厚成像
8.5.4谱反射率成像
8.6干涉轮廓仪在MEMS领域的应用
8.7干涉显微镜动态测量
8.7.1概述
8.7.2动态条件下的干涉信号
8.7.3频闪干涉显微镜振动测量
8.7.4时间平均干涉显微技术振动测量
8.7.5动态干涉显微技术在MEMS领域的应用
8.8结论
致谢
参考文献
第9章用激光多普勒测振技术测量运动中的MEMS
9.1概述
9.2激光多普勒效应及其干涉检测
9.2.1激光多普勒效应
9.2.2光探测中的散粒噪声
9.2.3干涉检测
9.2.4波前像差和激光散斑
9.3激光多普勒测振技术
9.3.1光学装置
9.3.2零差和外差检测技术
9.3.3信号处理
9.3.4数据采集
9.4全场测振技术
9.4.1扫描测振仪
9.4.2工作偏差形状
9.5微观结构的测量
9.5.1光学装置
9.5.23D技术
9.5.3范围和限制
9.6分辨力和精度
9.6.1噪声限制的分辨力
9.6.2激光多普勒测振仪的测量精度和标定
9.7与其他技术的结合
9.8实例
9.8.1双模式MEMS反射镜
9.8.2悬臂梁加速度传感器
9.9结论与展望
参考文献
第10章一种用于对MEMS和MOEMS离面变形进行静态、准静态和动态
评价的干涉测量平台
10.1概述
10.2干涉测量平台的结构和操作原理
10.3通过“逐点”偏移法对膜进行光机特性描述
10.3.1SiOxNy薄膜的组成和原子密度
10.3.2SiOxNy薄膜的机械特性
10.3.3实验结果
10.4通过离面微位移干涉测量确定刮抓式驱动执行器（SDA）的机械技术
10.4.1SDA的操作
10.4.2实验结果
10.5使用带频闪技术的干涉测量法动态评估工作中的微光机电系统器件
10.5.1概述
10.5.2工作薄膜的动态特性
10.5.3扭转微镜的动态特性
10.6结论与展望
致谢
参考文献
第11章试验电子封装和MEMS的光电子全息术
11.1概述
11.2MEMS制造过程概述
11.3光电子全息术
11.3.1光电子全息显微镜（OEHM）
11.3.2静态模式
11.3.3时间平均模式
11.4典型应用
11.4.1NIST可溯源量具的试验
11.4.2MEMS加速度计的研究和表征
11.4.3晶片级试验
11.4.4表面安装技术的测量和模拟
11.5总结
致谢
参考文献
第12章数字全息术及其在MEMS/MOEMS检测方面的应用
12.1简介
12.2数字全息术理论及基本原理
12.2.1波阵面的数字记录和重构
12.2.2数字全息术重构的原理
12.2.3离散化影响
12.3数字全息干涉
12.3.1基本原理
12.3.2全息位移测量
12.3.3全息形状测量
12.3.4直接的和绝对的相位测量
12.3.5数字全息的优点
12.4数字全息显微镜（DHM）
12.4.1数字全息显微术的光学装置
12.4.2数字全息术中的像差补偿
12.4.3通过在图像重构平面测定相位码来去除畸变
12.4.4数字全息显微术（DHM）中的焦点跟踪
12.4.5与距离和波长无关的控制尺寸
12.5数字全息术用于微器件研究
12.5.1微器件研究的实验前提条件
12.5.2采用技术表面研究物体
12.5.3带光学表面的微器件研究
12.6结论
参考文献
第13章微系统的散斑测量法
13.1概述
13.2基本原理
13.2.1成像系统中的散斑性质
13.2.2从散斑图案中提取信息
13.3应用
13.3.1晶片水平的质量保证
13.3.2工作行为的表征
13.4结论
参考文献
第14章MEMS检测的光谱技术
14.1概述
14.2拉曼光谱法（RS）
14.2.1原理
14.2.2测量仪器
14.2.3在微系统中的应用
14.3光谱椭偏法（SE）
14.3.1原理
14.3.2在MEMS中的应用
14.4双光束光谱法（DBS）
14.4.1原理
14.4.2在MEMS中的应用
14.5X射线光电子光谱法（XPS）
14.5.1原理
14.5.2在MEMS中的应用
14.6高分辨率电子能量损失光谱法（HREELS）
14.6.1原理
14.6.2在MEMS中的应用
14.7俄歇电子能谱法（AES）
14.7.1原理
14.7.2在MEMS中的应用
14.8布里渊散射（BS）
14.8.1原理
14.8.2在MEMS中的应用
14.9结论
参考文献

前言/序言

好的，以下是一份针对《微系统光学检测技术》一书的详细图书简介，该简介侧重于其他相关或互补的技术领域，旨在提供一份不涉及原书主题的描述。 图书名称：微纳尺度制造与精密装配工艺：原理、方法与应用 内容概要 本书深入探讨了微纳尺度制造与精密装配领域的前沿技术与核心原理。在当代工程科学中，对功能单元的尺寸不断微缩以及对系统集成度的要求日益提高，使得传统的宏观制造与装配方法逐渐暴露出局限性。本书旨在填补这一技术空白，系统梳理从微米级到纳米级的材料加工、结构形成以及组件集成所需的关键工艺链。 第一部分：微纳尺度制造基础理论与关键技术 本书首先从材料科学的视角出发，系统阐述了在微纳尺度下材料行为的独特性质，包括表面效应、尺寸效应以及量子效应在制造过程中的影响。 1. 表面与界面工程： 深入分析了在微纳结构制造中，表面粗糙度、表面能和界面粘附力对最终器件性能的关键作用。详细讨论了薄膜沉积技术（如原子层沉积ALD、化学气相沉积CVD）和表面改性技术（如等离子体刻蚀、光刻胶工艺）如何精确控制界面的物理和化学特性。 2. 微纳结构成型技术： 重点介绍了当前主流的微纳结构制造方法。对于硬质材料和高精度结构，本书详述了先进的紫外光刻（UV Lithography）、电子束光刻（EBL）和聚焦离子束（FIB）技术的工作原理、分辨率限制及其在半导体、MEMS制造中的应用。对于聚合物和软材料，则侧重于软光刻（Soft Lithography）和3D打印技术（如双光子聚合）在快速原型制作和生物医学器件制造中的潜力。特别地，本书对压印技术（Nanoimprint Lithography, NIL）的抗形变机制、模具制作与转移过程进行了深入的剖析。 3. 增材制造与微铸造工艺： 探讨了如何利用熔融沉积、定向能量沉积等增材制造技术，实现复杂微结构的快速构建。同时，详细介绍了微机加工（Micromachining）技术，包括电火花加工（EDM）、超声加工以及高精度铣削等传统减材方法在微尺度下的优化与应用。 第二部分：精密装配与集成技术 在微纳结构制造完成后，如何实现高精度、高可靠性的系统集成是实现功能化的核心挑战。本部分聚焦于微系统集成中的核心装配策略。 1. 粘接与连接技术： 详细对比了热压键合（Thermosonic Bonding）、扩散焊（Diffusion Bonding）和各种新型粘合剂（如导电银浆、环氧树脂）在微器件封装与互连中的适用性。重点分析了影响键合强度和密封性的关键参数，如温度分布、压力均匀性以及界面缺陷的控制。 2. 微定位与拾取技术： 探讨了实现纳米级对准与操作所需的硬件基础与控制算法。本书介绍了压电作动器（Piezo Actuators）、形状记忆合金（SMA）驱动器在超精密运动台中的应用，并分析了基于视觉反馈的闭环控制系统在复杂多轴对准任务中的性能。此外，还涵盖了真空和流体操作下的微粒抓取与释放机制，如静电力镊子、毛细管力操纵等。 3. 异构集成与系统封装： 阐述了不同材料、不同功能模块（如光学、电子、流体学）在同一系统内实现可靠集成的挑战。内容包括3D堆叠技术（3D Stacking）、中介层（Interposer）的应用，以及如何通过先进封装技术（如扇出型晶圆级封装 Fan-Out WLP）来提升系统的热管理和I/O密度。 第三部分：过程监控与质量控制 高质量的微纳制造和装配离不开实时的过程监控和最终的质量评估。 1. 过程在线监测： 介绍了如何利用传感器技术（如力传感器、位移传感器、红外热成像）对制造和装配过程中的关键变量（如温度梯度、应力分布）进行实时采集与分析，以实现工艺参数的即时修正。 2. 缺陷识别与表征： 重点介绍了用于微纳尺度缺陷分析的先进表征手段，包括扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）在分析结构完整性和界面质量方面的应用。此外，还讨论了非接触式测量技术（如共聚焦显微镜）在三维形貌重构中的应用。 目标读者 本书内容涵盖了从基础原理到工程应用的广阔范围，适合从事微电子、MEMS/NEMS、精密仪器、生物医学工程以及材料科学等领域的工程师、研发人员和高年级本科生、研究生作为专业参考教材或进阶读物。通过阅读本书，读者将建立起一个全面而深入的微纳制造与集成工艺知识体系。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容对我来说，既有挑战性，又充满了惊喜。它不像一些入门书籍那样面面俱到，而是更加聚焦于微系统光学检测的核心技术和前沿进展。作者在讲解某些关键概念时，会进行深入的剖析，力求将原理讲透。例如，在介绍激光干涉测量时，书中不仅阐述了干涉的基本原理，还详细分析了不同类型的干涉仪（如迈克尔逊干涉仪、萨纳克干涉仪等）的结构特点、测量精度以及它们在微纳测量中的具体应用。我特别欣赏作者对于如何处理和消除测量误差的探讨，这部分内容非常实用，对于实际的工程应用有着重要的指导意义。同时，书中也涉及了一些非常尖端的领域，比如利用光散射原理进行粒子尺寸分析，以及利用表面等离激元效应进行高灵敏度检测等。这些内容虽然对我来说比较陌生，但通过作者的精心阐述，我逐渐建立起了对这些技术的初步认识，并且对它们在未来的发展潜力充满了期待。这本书的深度和广度都让我感到满意，它为我提供了一个深入了解微系统光学检测领域的高效途径。

评分☆☆☆☆☆

我通常对技术类的书籍不太感冒，总觉得它们枯燥乏味，充斥着晦涩的术语和复杂的公式。但这本书，完全颠覆了我的看法。作者的叙述风格非常生动，仿佛在和我进行一场面对面的交流，而不是单方面的知识灌输。它将微系统光学检测这样一个听起来就很“硬核”的领域，描绘得充满趣味和探索性。比如，书中在介绍全息成像技术时，并没有枯燥地讲解夫琅禾费衍射积分，而是通过生动的比喻，将“全息图”比作一张记录了物体光场信息的“三维照片”，再通过解调技术，“播放”出物体真实的三维影像。这种讲解方式，极大地降低了我的阅读门槛，让我能够轻松地理解那些原本可能让我望而却步的复杂概念。而且，书中还穿插了很多关于微流控芯片和微纳光学器件集成的讨论，让我看到了光学检测技术与微电子、微机械技术的深度融合，这在生物传感、环境监测等领域具有巨大的应用前景。我特别好奇书中关于“负折射材料”和“超材料”在光学检测中的应用，作者用很浅显的语言解释了这些新材料如何能够实现传统光学器件难以企及的功能，比如完美透镜、隐身衣等，虽然这部分内容我还没有完全深入，但已经足够让我感到兴奋。

评分☆☆☆☆☆

这本书我大概读了三分之一，目前为止，最大的感受就是它在讲述一些非常前沿的、我之前几乎没有接触过的概念时，逻辑性特别强，条理也很清晰。比如，书中对微纳尺度下光学传播特性的描述，从最基本的衍射理论开始，循序渐进地引入了各种复杂的物理模型。一开始我担心会看得比较吃力，但作者的讲解方式非常巧妙，常常会用一些直观的比喻来帮助理解，就像在描绘一个肉眼不可见但又真实存在的微观世界。而且，它不仅仅是理论的堆砌，还穿插了很多实际的应用案例，比如在生物医学成像、半导体检测等领域的最新进展。这一点非常吸引我，因为它让我看到了这些枯燥的物理原理是如何转化成解决实际问题的有力工具的。我特别欣赏其中关于表面等离激元共振（SPR）的章节，作者用详尽的数学推导和图示，清晰地解释了SPR的激发条件、灵敏度影响因素以及在生物分子检测中的应用原理。虽然其中一些计算部分我还需要反复琢磨，但整体的脉络非常清晰，让我在短时间内对这一领域有了初步但深入的认识。我感觉这本书的价值不仅在于知识的传递，更在于它培养了读者一种解决复杂工程问题的思维方式，从基础物理原理出发，一步步构建起技术解决方案。

评分☆☆☆☆☆

我阅读这本书的体验，更像是在参加一场精彩纷呈的科学讲座。作者就像一位经验丰富的老师，用通俗易懂的语言，将复杂的科学原理娓娓道来。它没有过多地纠缠于基础理论的细节，而是直接切入微系统光学检测的核心议题，并着重于介绍当前的研究热点和技术挑战。我尤其喜欢书中关于纳米颗粒散射光的研究，作者详细解释了瑞利散射和米氏散射的区别，以及如何通过分析散射光的强度、偏振和光谱信息来获取纳米颗粒的尺寸、形貌和光学常数。这一点让我对利用光散射进行微纳粒子分析有了全新的认识。此外，书中还对光子晶体和周期性结构在光学传感领域的应用进行了详细介绍，探讨了如何利用这些结构设计出具有高选择性和高灵敏度的传感器。我对于书中关于“光子晶体腔”的章节印象深刻，作者用清晰的图示和生动的描述，解释了光子晶体腔如何能够有效地“捕获”和“操控”光，从而实现对微弱信号的高效检测。总的来说，这本书提供了一个非常好的视角，让我能够快速地了解微系统光学检测领域的前沿技术和应用方向，并且引发了我进一步探索的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我一开始拿到这本书，是被它的封面设计所吸引，那种深邃的蓝色和抽象的光线线条，让我觉得里面一定充满了神秘而精彩的内容。读起来之后，果然没有让我失望。这本书就像一位博学的向导，带领我深入探索了微观世界的奥秘。它并没有上来就抛出大量晦涩难懂的公式，而是从宏观的视角，勾勒出微系统光学检测这个领域的全貌，然后再逐步深入到具体的原理和技术。我尤其喜欢它对不同检测方法的比较分析，比如干涉测量、衍射成像、光谱分析等，书中清晰地指出了每种方法的优缺点、适用范围以及发展趋势。这让我能够在一个更高的层面上理解这些技术，而不是被单一的技术细节所困扰。最令我印象深刻的是关于光镊技术的部分，作者不仅仅介绍了它的基本原理，还深入探讨了如何通过设计和优化光学系统来提升光镊的捕获能力和操纵精度，并且还列举了许多前沿的研究成果，比如在单分子力谱、细胞操控等方面的应用。这本书在介绍技术的同时，也始终关注着它背后的科学原理和工程挑战，让我在学习技术的同时，也能引发对物理学、工程学更深层次的思考。

评分☆☆☆☆☆

内容很多，值这个价

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好

评分☆☆☆☆☆

好书，很实用的一本书。

评分☆☆☆☆☆

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LG买的，正品好书，京东的常客，不过这个书京东没货，等了好几天。

评分☆☆☆☆☆

好

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好书，很实用的一本书。

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不错的东西～～～