第1章 概述 1
1.1 集成电路和微加工技术的发展 1
1.2 微机电系统的发展 3
1.3 微光学的最新发展 7
1.4 MEMS中的微光学：MOEMS回顾 10
1.4.1 光学开关的新发展 12
1.4.2 可调谐滤光片和波分复用技术（WDMs） 13
1.4.3 数字反射镜装置 13
1.4.4 MOEMS扫描器 14
1.4.5 电信领域中的MOEMS技术 15
1.5 微系统：术语和范围 15
1.5.1 世界范围内MEMS和MOEMS的活动 16
1.5.2 世界范围内的MEMS和MOEMS学科 17
1.5.3 MEMS和MOEMS的世界市场 17
1.6 本书涵盖的内容 17
参考文献 19
第2章 微机械加工技术 23
2.1 概述 23
2.2 散体微加工技术 27
2.2.1 湿散体微加工技术 27
2.2.2 干散体微加工技术 30
2.3 深X射线平版印刷术（DXRL） 36
2.4 表面微加工技术 42
2.5 与CMOS兼容的MEMS和MOEMS 52
2.6 以半导体复合材料为基础的MEMS和MOEMS 54
2.7 MOEMS应用中与光学有关的问题 59
问题与练习 63
参考文献 64
第3章 微光学 69
3.1 概述 69
3.2 微光学发展史 69
3.3 光束通过微结构和纳米结构的偏转 70
3.3.1 折射和衍射微光学元件 71
3.3.2 模拟折射率材料 72
3.3.3 光子晶体 72
3.3.4 谐振滤光片 73
3.3.5 对轮廓形状的要求 74
3.4 二元和多阶光学元件 74
3.4.1 目的 74
3.4.2 二元光学结构的加工 75
3.4.3 多阶结构的加工 78
3.5 连续面浮雕结构的加工技术 80
3.5.1 平版印刷技术 80
3.5.2 表面轮廓转印到光学材料内 99
3.6 结论 103
问题与练习 103
参考文献 104
第4章 致动器和传感器 110
4.1 概述 110
4.1.1 微致动器 110
4.1.2 与MOEMS有关的传感器 112
4.1.3 本章的内容 112
4.2 静电致动器 113
4.2.1 背景 113
4.2.2 共面致动技术 116
4.2.3 异面致动技术 121
4.2.4 三维致动技术 124
4.3 热致动器 125
4.3.1 基本原理 125
4.3.2 共面致动技术 127
4.3.3 异面致动技术 132
4.3.4 三维致动技术 134
4.4 形状记忆致动器 135
4.4.1 基础知识 135
4.4.2 共面致动技术 138
4.4.3 异面致动技术 140
4.4.4 三维致动技术 142
4.5 压电致动器 143
4.5.1 基础知识 143
4.5.2 共面致动技术 146
4.5.3 异面致动技术 149
4.5.4 三维致动技术 153
4.6 磁性致动器 154
4.6.1 基础知识 154
4.6.2 共面致动技术 159
4.6.3 异面致动技术 162
4.6.4 三维致动技术 166
4.7 与MOEMS有关的传感器 168
4.7.1 位移传感器 168
4.7.2 化学传感器 170
4.7.3 荧光探测传感器 172
4.7.4 惯性传感器：加速度计 173
4.7.5 压力传感器 175
问题与练习 177
参考文献 179
第5章 微光学元件，测试和应用 191
5.1 微光学元件 191
5.1.1 微光学透镜 191
5.1.2 液晶光学元件 194
5.1.3 光束成形光学元件 195
5.2 微光学测试 198
5.2.1 光学轮廓测量 200
5.2.2 表面偏离的测量 208
5.2.3 波像差测量 226
5.3 微光学的应用 242
5.3.1 光束控制 243
5.3.2 微透镜和焦平面阵列（FPA）的集成 246
问题与练习 249
参考文献 251
第6章 纤维光学系统 256
6.1 概述 256
6.2 基础知识 257
6.2.1 光纤类型 257
6.2.2 纤维光学元件的关键参数 258
6.2.3 光纤或波导的直接移动 259
6.2.4 平行光束中的控制 261
6.3 光纤准直器及其阵列 262
6.3.1 光纤阵列 262
6.3.2 微透镜阵列的要求 264
6.3.3 微透镜阵列的制造 267
6.3.4 光纤阵列和微透镜阵列的安装技术 268
6.4 安装有MOEMS的纤维光学元件 269
6.4.1 可变光学衰减器 269
6.4.2 动态增益和通道均衡器 272
6.4.3 光学纤维开关 272
6.4.4 可调谐光源和滤光片 284
6.5 总结 287
问题与练习 287
参考文献 288
第7章 光学扫描 291
7.1 概述 291
7.2 光学扫描器的工作原理及其分类 291
7.3 机械扫描系统 292
7.3.1 倾斜微反射镜 292
7.3.2 透镜扫描器 293
7.3.3 微电机扫描器 295
7.3.4 安装有杠杆平衡机构的反射镜 296
7.3.5 采用表面微加工技术制造出的反射镜 297
7.4 多维扫描 299
7.5 扫描专用微致动器 300
7.5.1 静电扫描器 300
7.5.2 压电扫描器 306
7.5.3 电热扫描器 308
7.5.4 磁性扫描器 310
7.6 性能比较 313
7.7 环境试验和寿命测试 315
7.8 商业产品中的应用 317
7.9 MEMS可移动反射镜的应用 319
7.9.1 图像显示系统 319
7.9.2 光通信组件 320
问题与练习 325
参考文献 328
第8章 显示和成像系统 333
8.1 概述 333
8.2 显示系统 333
8.2.1 视网膜扫描显示 335
8.2.2 光栅光阀显示 352
8.2.3 数字微反射镜装置 359
8.2.4 其他MEMS显示技术 367
8.3 成像系统 370
8.3.1 扫描成像系统 370
8.3.2 共焦成像系统 372
8.3.3 以MEMS为基础的其他光束扫描系统 380
8.3.4 探针扫描成像 382
8.3.5 扫描成像系统的像差校正 383
8.3.6 扫描成像系统中MOEM空间光调制器 385
8.3.7 阵列成像技术（焦平面系统） 388
问题与练习 397
参考文献 399
第9章 自适应光学 407
9.1 概述 407
9.1.1 自适应光学史 407
9.1.2 传统的可变反射镜技术 410
9.1.3 研发MEMS可变反射镜的动机 410
9.1.4 自适应光学中心 411
9.1.5 相干通信、成像和瞄准项目 414
9.2 膜片可变形微反射镜 415
9.3 多晶硅可变形微反射镜 417
9.4 单晶硅可变形微反射镜 420
9.5 金属可变形微反射镜 422
9.6 封装和电子线路 423
9.7 未来的发展趋势和挑战 425
问题与练习 425
参考文献 427
第10章 MEMS和MOEMS的计算机辅助设计及模拟 430
10.1 概述 430
10.2 3D器件模拟 431
10.2.1 概述 431
10.2.2 过程模拟 431
10.2.3 有限元法（FEM）和边界元法（BEM）模拟 433
10.2.4 非连续方法 438
10.3 致动器设计和模拟 438
10.3.1 概述 438
10.3.2 热致动器的模拟 438
10.3.3 静电致动器的模拟 440
10.4 光学解算器 442
10.4.1 概述 442
10.4.2 传播现象 442
10.4.3 光学理论 442
10.4.4 数学技术和近似表达式 443
10.4.5 编码 443
10.5 系统级模拟 444
10.5.1 优化 446
10.5.2 统计分析 447
10.5.3 专用MOEMS模拟和协同仿真 448
10.5.4 系统模拟实例—接通计算 449
10.5.5 封装模拟 450
10.5.6 降阶建模 451
10.6 实际工具和检验 454
10.7 材料、工序和可靠性问题 456
10.8 结论 457
问题与练习 457
参考文献 458
第11章 MEMS和MOEMS的封装 462
11.1 概述 462
11.2 背景和简介 462
11.2.1 混合信号、混合域和混合比例封装：面向下一代专用集成系统 462
11.2.2 微电机系统 463
11.3 MEMS系统集成的挑战 465
11.3.1 释放和静摩擦 466
11.3.2 切方 467
11.3.3 模片传送 468
11.3.4 晶片级封装 468
11.3.5 应力 468
11.3.6 排气 469
11.3.7 测试 469
11.3.8 MEMS和MOEMS封装技术的最新状况 470
11.3.9 总结和未来的发展方向 471
11.4 与数字微反射镜器件有关的封装技术和准则 472
11.4.1 有关MOEMS器件，特别是DMDTM的概述和背景 472
11.4.2 影响DMDTM封装的参数 474
11.4.3 DMDTM封装设计 476
11.4.4 DMDTM封装的密封装配 482
11.4.5 未来的封装挑战 483
问题与练习 484
参考文献 485
第12章 MEMS和MOEMS材料 488
12.1 概述 488
12.2 材料对MOEMS的影响 488
12.3 材料性质的测量 494
12.3.1 晶片弯曲法 495
12.3.2 微结构法 496
12.3.3 过程监控法 499
12.4 残余应力工程 502
12.5 结论 503
问题和练习 504
参考文献 505
书中缩略语注释 507