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绪论1

第一章 微机械理论基础12

1.1 微机械学12

1.2 微动力学14

1.3 微电子学15

1.4 微光学15

1.5 微流体力学16

1.6 微热力学16

1.7 微摩擦学16

1.8 纳米生物学17

1.9 分子装配技术18

第二章 微机械材料与微结构19

2.1 引言19

2.2 微机械材料20

2.2.1 硅材料20

2.2.2 形状记忆材料23

2.2.3 压电陶瓷／电致伸缩材料24

2.2.4 超磁致伸缩材料25

2.2.5 电流变体26

2.2.6 磁流变体27

2.2.7 有机聚合物材料27

2.3 微结构与微型智能结构27

2.3.1 主动控制结构类29

2.3.2 被动阻尼结构类31

3.1 引言33

第三章 微细加工技术33

3.2 硅微细加工技术36

3.2.1 薄膜制备技术37

3.2.2 微机械器件薄膜制备技术39

3.3 光刻技术43

3.3.1 光刻掩模制作工艺44

3.3.2 曝光技术46

3.3.3 刻蚀技术58

3.3.4 表面薄膜的化学刻蚀加工62

3.4 牺牲层技术65

3.5 外延技术67

3.6 高能束刻蚀技术68

3.6.1 离子束刻蚀68

3.6.2 等离子体刻蚀71

3.6.3 激光刻蚀71

3.7 LIGA技术74

3.8 微细立体光刻技术78

3.9 精密放电加工技术与超精密机械加工技术79

3.10 微机械装配与集成80

3.10.1 堆装技术80

3.10.2 封装技术81

3.10.3 集成制造技术83

第四章 准分子激光微细加工技术84

4.1 引言84

4.2 准分子激光器及其工作原理84

4.2.1 准分子与准分子激光器84

4.2.2 准分子激光器的泵浦方式88

4.3 直写微细加工的准分子激光光束特性91

4.3.1 直写微细加工91

4.3.2 光束特性92

4.4 准分子激光直写微细加工96

4.4.1 聚焦准分子激光直接刻蚀硅材料96

4.4.2 准分子激光辅助刻蚀硅材料97

4.4.3 准分子激光直写微细加工98

4.5.1 系统构成与工作原理99

4.5 准分子激光直写微细加工系统99

4.5.2 加工控制与监测102

4.5.3 加工光斑102

4.5.4 扫描运动103

4.5.5 声光调制器103

4.5.6 直写微细加工及其CAD／CAM105

4.5.7 系统的加工精度分析108

4.6 准分子激光直写刻蚀基本规律110

4.6.1 微加工材料表面的显微形貌111

4.6.2 准分子激光对于硅材料的直接刻蚀规律118

4.6.3 单脉冲刻蚀情况121

4.6.4 热量与热影响区122

4.6.5 刻蚀深度的变化规律127

4.6.6 由冲击破坏现象引起的受力情况分析128

4.7 光束质量的改善措施133

第五章 微检测技术137

5.1 引言137

5.2 现代微观检测方法与设备137

5.2.1 扫描探针显微镜138

5.2.2 干涉与测量140

5.3 微机械结构的几何尺寸测量142

5.3.1 测量方法的分析与选择142

5.3.2 基于光切法的微结构尺寸测量147

5.3.3 基于光切法的图像测量系统设计149

5.3.4 微结构件几何尺寸测量示例155

5.4.1 弹性模量测量157

5.4 物理量测量157

5.4.2 残余应力测量158

5.4.3 测量与结果159

第六章 微传感器160

6.1 引言160

6.2 电量检测传感器161

6.2.1 压电式传感器162

6.2.2 电容式传感器163

6.2.3 压阻式传感器183

6.3 机械量微传感器184

6.3.1 结构弹性变形微传感器184

6.3.2 机械振动结构微传感器185

6.3.3 振动体激励微传感器186

6.3.4 谐振集成微传感器187

6.4 物理量微传感器187

6.4.1 温度传感器187

6.4.3 液体黏性传感器188

6.5 化学和电化学微传感器188

6.4.2 流体压力传感器188

6.6 生物微传感器190

第七章 微致动器及其它微器件192

7.1 引言192

7.2 微致动器192

7.2.1 微马达193

7.2.3 悬浮式致动器196

7.2.4 热致动器196

7.2.2 磁致伸缩致动器196

7.2.5 流体与流变体致动器197

7.2.6 其它智能结构的微致动器201

7.3 微谐振器206

7.3.1 体波石英谐振器207

7.3.2 面波与平面式石英谐振器209

7.3.3 硅和砷化锗谐振器210

7.4 光电子器件211

7.4.3 激光二极管及其高密度频率谱滤波器212

7.4.2 光学多路调制器212

7.4.1 调制器、激光二极管和电光调制器212

7.4.4 集成快速光通讯器213

7.4.5 光信号处理与运算器213

7.5 微能源发生器213

第八章 典型微型电子机械系统与微机器人217

8.1 引言217

8.3 典型微型电子机械系统装置218

8.3.1 微硅加速度计218

8.2 集成机构218

8.3.2 微硅陀螺222

8.4 微机器人223

8.4.1 微机器人系统研究225

8.4.2 电致伸缩蠕动微机器人226

8.4.3 蠕动微机器人的结构智能化227

8.4.4 典型微机器人229

8.4.5 微机器人附件233

8.4.6 微型飞行器MAV235

参考文献240