COMSOL Multiphysics 在光学系统与微纳光学中的应用

聚合物微纳制造技术现状及展望

聚合物微纳制造技术现状及展望 目录 聚合物微纳制造技术现状及展望 (1) 1、微纳系统的意义、应用前景 (1) 2、微纳机电系统国内外研究现状和发展趋势 (3) 3. 聚合物微纳制造技术研究现状 (9) 4. 展望 (11) 微/纳米科学与技术是当今集机械工程、仪器科学与技术、光学工程、生物医学工程与微电子工程所产生的新兴、边缘、交叉前沿学科技术。微/纳米系统技术是以微机电系统为研究核心，以纳米机电系统为深入发展方向，并涉及相关微型化技术的国家战略高新技术[1]。微机电系统(Micro Electro Mechani cal System, MEMS ) 和纳机电系统(Nano Electro Mechanical System, NEMS )是微米/纳米技术的重要组成部分，逐渐形成一个新的技术领域。MEMS已经在产业化道路上发展，NEMS还处于基础研究阶段[2]。 从微小化和集成化的角度，MEMS (或称微系统)指可批量制作的、集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通讯和电源等于一体的微型器件或系统。而NEMS(或称纳系统) 是90 年代末提出来的一个新概念，是继MEMS 后在系统特征尺寸和效应上具有纳米技术特点的一类超小型机电一体的系统，一般指特征尺寸在亚纳米到数百纳米，以纳米级结构所产生的新效应(量子效应、接口效应和纳米尺度效应) 为工作特征的器件和系统。图1给出了MEMS 和NEMS 的特征尺度、机电系统的尺度与相应的理论问题[2]。 图1 MEMS 和NEMS 的特征尺度、机电系统的尺度与相应的理论问题 1、微纳系统的意义、应用前景 由于微/纳机电系统是一门新兴的交叉和边缘学科，学科还处于技术发展阶段，在国内外尚未形成绝对的学科和技术优势；微/纳米技术还是一项支撑技术，它对应用背景有较强的依赖性，目前它的主要应用领域在惯导器件、军事侦察、通信和生物医学领域，以及微型飞机和纳米卫星等产品上。 （1）重要的理论意义和深远的社会影响

作业及答案

2.诚信公司20 x9年10月发生部分经济业务如下: (1) 10月2日，将款项交存银行，开出银行汇票一张，金额为 40000元，由采购员王强携往沈阳以办理材料采购事宜。 (2) 10月5日，因临时材料采购的需要，将款项50000元汇往上海交通银行上海分行，并开立采购专户，材料采购员李民同日前往上海。 (3) 10月9日，为方便行政管理部门办理事务，办理信用卡一张，金额为12000元。 (4) 10月13日，采购员王强材料采购任务完成回到企业，将有关材料采购凭证交到会计部门。材料采购凭证注明，材料价款为31000元，应交增值税为5270元。 (5) 10月14日，会计入员到银行取回银行汇票余款划回通知，银行汇票余款已存入企业结算户。 (6) 10月17日，因采购材料需要，委托银行开出信用证，款项金额为150000元。 (7) 10月20日，材料采购员李民材料采购任务完成回到本市，当日将采购材料的有关凭证交到会计部门，本次采购的材料价款为40000元，应交增值税为6800元。 (8) 10月22日，企业接到银行的收款通知，上海交通银行上海分行采购专户的余款已转回结算户。 (9) 10月25日，行政管理部门小王用信用卡购买办公用品，支付款项3200元。 (10) 10月28日，为购买股票，企业将款项200000元存入海通证券公司。 要求:根据上述经济业务编制会计分录。 （1）借：其他货币资金——银行汇票40 000 贷：银行存款40 000 （2）借：其他货币资金——外埠存款50 000 贷：银行存款50 000 （3）借：其他货币资金——信用卡12 000 贷：银行存款12 000 （4）借：材料采购31 000 应交税费——应交增值税（进项税额） 5 270 贷：其他货币资金——银行汇票36 270 （5）借：银行存款 3 730 贷：其他货币资金——银行汇票 3 730 （6）借：其他货币资金——信用证150 000 贷：银行存款150 000 （7）借：材料采购40 000 应交税费——应交增值税（进项税额） 6 800 贷：其他货币资金——外埠存款46 800 （8）借：银行存款 3 200 贷：其他货币资金——外埠存款 3 200 （9）借：管理费用 3 200 贷：其他货币资金——信用卡 3 200 （10）借：其他货币资金——存出投资款200 000 贷：银行存款200 000 3．3.星海公司20 x9年6月30日银行存款日记账的余额为41 100 元，同日转来的银行对

微纳光子学

微纳光子学主要研究在微纳尺度下光与物质相互作用的规律及其光的产生、传输、调控、探测和传感等方面的应用。微纳光子学亚波长器件能有效提高光子集成度，有望像电子芯片一样把光子器件集成到尺寸很小的单一光芯片上。纳米表面等离子体学是一新兴微纳光子学领域，主要研究金属纳米结构中光与物质的相互作用。它具有尺寸小，速度快和克服传统衍射极限等特点，有望实现电子学和光子学在纳米尺度上的完美联姻，将为新一代的光电技术开创新的平台。金属-介质-金属F-P腔是最基本的纳米等离子体波导结构，具有良好的局域场增强和共振滤波特性，是制作纳米滤波器、波分复用器、光开关、激光器等微纳光器件的基础。但由于纳米等离子体结构中金属腔的固有损耗和能量反射，F-P腔在波分复用器应用中透射效率往往较低，这给实际应用带来不利。 最近，科研人员提出了一种提高表面等离子体F-P腔波分复用器透射效率的双腔逆向干涉相消法。该方法能有效避免腔的能量反射，使入射光能完全从通道端口出射，极大增强了透射效率。此设计方法还能有效的抑制噪声光的反馈。同时，科研人员利用耦合模方法验证了这种设计方法的可行性。这种波分复用器相比目前报道的基于F-P单腔共振滤波的波分复用器的透射效率提高了50%以上。相关的成果于2011年6月20日发表在Optics Express上，论文题目为：Enhancement of transmission efficiency of nanoplasmonic wavelength demultiplexer based on channel drop filters and reflection nanocavities。 “新兴光器件及集成技术专题报告会”上发布《纳米光子学对光子技术更新换代的重要作用》精彩演讲。报告摘要;从上世纪70年代开始，光子学进入微光子学阶段，经过40年的研究，现在已经比较成熟。以半导体激光器为重点的研究已经逐渐转向对激光控制问题的研究和激光应用的研究。同时，光子技术已经进入光电子技术阶段，其特点是研究开发以电控光、光电混合的器件和系统。光电子技术已经逐步占领了电子技术原有的阵地。它的应用领域已经扩大到人类社会生活的各方面，如光通信与光网，平板显示、半导体照明、光盘存储、数码相机等。光电子产业迅速发展壮大起来。在经济发达国家，光电子产业的总产值已经可以与电子产业相比，甚至超过电子产业。近十年来，国际学术界开始大力发展纳光子学及其技术，使光电子技术与纳米技术相结合，对现有光电子技术进行升级改造。 与国际上科技发达的国家相比，目前我国微纳光子学的研究还不算落后，这从我国在微纳光子学领域发表的论文数量和投稿的杂志级别就可看出。但是我国的光子学研究论文大部分是理论方面的，大多数是跟踪国外的。由于国内缺乏先进的科学实验平台，特别是缺乏制备微纳光子学材料和器件的工艺条件，实验方面的论文比较少（除了少数与国外合作研究的论文），创新的思想无法得到实验验证。微光子学方面的情况尚且如此，在纳光子学方面，由于对仪器、设备、工艺和技术的要求更高，与国外的差距正在加大。 在光电子技术方面，由于国际经济的全球化和我国的改革开放形势，吸引跨国公司将制造、加工基地向我国转移。21世纪初光电子企业的大公司纷纷落户我国。而且大量资金投向我国沿海经济发达地区（如广东、上海和京津地区），建立起一大批中外合资或独资企业。但是这些外国企业或技术人员，控制着产业的高端技术，对我国实行技术垄断，使我国的光电子技术至今还处于“下游”，成为外向加工企业。大多数光电子企业采用这样的生产模式：购买国外的芯片进行器件封装，或者购买国外的器件进行系统组装。目前我国光电子企业严重缺乏核心技术和自主知识产权，无法抵御国际经济危机，面临着很大的风险。 为了加快我国的微纳光子学与相关光子技术的发展，我国应该集中投入一部分资金，凝聚一批高水平研究人才，在某些光电子企业集中的地区，依托光子学研究有实力的单位，采用先进的管理模式，建设我

微纳结构光学及应用

王楠 1032011322017 光学工程 微纳光学结构及应用 摘要：微纳光学结构技术是指通过在材料中引入微纳光学结构，实现新型光学功能器件。其中表面等离子体光学、人工负折射率材料、隐身结构，都是通过引入微纳结构控制光的衍射和传播，从而实现新的光学性能。从这个角度来讲，微纳光学结构的设计和制造是微纳光学发展的共性关键技术问题，微纳光学是新型光电子产业的重要发展方向。 关键字：微纳光学；纳米制造；微纳光学产业； Abstract：Micro-nano optical structure technology refers to through the introduction of micro-nano optical structure in the material, implement new optical functional devices. The surface plasmon optics, artificial negative refractive index materials, stealth structure, through the introduction of micro-nano structure control of light diffraction and transmission, so as to realize the new optical performance. From this perspective, micro-nano optical structure design and manufacture is the universal key technical problems in the development of micro-nano optics, micro-nano optics is a new important development direction of optoelectronic industry. Key words : micro-nano optics; nanofabrication; micro-nano optical industry 1微纳光学技术的多种应用 1）加工新型光栅 借助于大规模集成电路工艺技术，可以加工出新型的光栅。光栅是个实用性很强的基本光学器件，在23ARTICLE | 论文激光与光电子学进展2009.10光谱仪、光通信波分复用器件、激光聚变工程、光谱分析等领域中大量使用。传统的表面光栅不论是机械刻画光栅，还是全息光栅，其表面的光栅结构是很薄的。明胶或光折变体全息光栅的光栅厚度较厚，由于制造工艺的一致性、温度稳定性和长期稳定性问题，在实际应用时仍然有限制。 2）制作深刻蚀亚波长光栅 采用激光全息、光刻工艺和半导体干法刻蚀工艺可以加工出深刻蚀亚波长光栅。

作业习题及答案

第一章税收筹划基础 参考答案： 1. 税收筹划是指在纳税行为发生之前，在不违反法律、法规的前提下，通过对纳税主体的经营活动或投资行为等涉税事项做出事先安排，以达到少缴税和递延缴纳税收的一系列谋划活动。 纳税人伪造、变造、隐匿、擅自销毁账簿、记账凭证，或者在账簿上多列支出或者不列、少列收入，或者经税务机关通知申报而拒不申报或者进行虚假的纳税申报，不缴或者少缴应纳税款的，是偷税。 2. （1）（答题要点） 第一，不违法性 第二，事先性 第三，风险性 （2） 纳税人伪造、变造、隐匿、擅自销毁账簿、记账凭证，或者在账簿上多列支出或者不列、少列收入，或者经税务机关通知申报而拒不申报或者进行虚假的纳税申报，不缴或者少缴应纳税款的，是偷税。对纳税人偷税的，由税务机关追缴其不缴或者少缴的税款、滞纳金，并处不缴或者少缴的税款百分之五十以上五倍以下的罚款；构成犯罪的，依法追究刑事责任。 扣缴义务人采取前款所列手段，不缴或者少缴已扣、已收税款，由税务机关追缴其不缴或者少缴的税款、滞纳金，并处不缴或者少缴的税款百分之五十以上五倍以下的罚款；构成犯罪的，依法追究刑事责任。偷税数额占应纳税额的百分之十以上并且偷税数额在一万元以上的，或者因偷税被税务机关给予二次行政处罚又偷税的，处三年以下有期徒刑或者拘役，并处偷税数额五倍以下的罚金；偷税数额占应纳税额的百分之三十以上并且偷税数额在十万元以上的，处三年以上七年以下有期徒刑，并处偷税数额五倍以下的罚金。 扣缴义务人采取前款所列手段，不缴或者少缴已扣、已收税款，数额占应缴税额的百分之十以上并且数额在一万元以上的，依照前款规定处罚。 对多次犯有前两款规定的违法行为未经处罚的，按照累计数额计算。 对于企业事业单位犯有以上罪行的，判处罚金，并对负有直接责任的主管人员和其他直接责任人员，处三年以下有期徒刑或者拘役。 （3） 纳税人欠缴应纳税款，采取转移或者隐匿财产的手段，妨碍税务机关追缴欠缴的税款的，由税务机关追缴欠缴的税款、滞纳金，并处欠缴税款百分之五十以上五倍以下的罚款；构成犯罪的，依法追究刑事责任。 欠缴税款数额较大的纳税人在处分其不动产或者大额资产之前，应当向税务机关报告。 欠缴税款的纳税人因怠于行使到期债权，或者放弃到期债权，或者无偿转让财产，或者以明显不合理的低价转让财产而受让人知道该情形，对国家税收造成损害的，税务机关可以依照合同法第七十三条、第七十四条的规定行使代位权、撤销权。 税务机关依照前款规定行使代位权、撤销权的，不免除欠缴税款的纳税人尚未履行的纳税义务和应承担的法律责任。1欠缴税款数额较大，是指欠缴税款5万元以上。 欠缴税款的纳税人或者其法定代表人在出境前未按照规定结清应纳税款、滞纳金或者提供纳税担保的，税务机关

微纳光学加工及应用

微纳光学加工及应用 孙奇 一、微纳光学结构 光是一种电磁波，是由同相相互垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动而形成的，其传播方向垂直于电场与磁场所构成的平面，电磁波能有效的传递能量和动量[1]。从低频到高频，电磁波可以分为：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、X射线和γ射线等，人眼可见波长在380nm至780nm之间，如图1所示。 (a ) (b ) 图1. (a) 电磁波传播方式 (b) 电磁波按频率分段图（图片来自网络） 传统光学只研究可见光与物质的相互作用，而现代光学已扩展到对全波段电磁波的研究。随着微加工技术的日臻成熟，电磁波在微纳结构中的传播，散射和吸收等性质开始逐渐被人们研究。1987年，Yabnolovich和John 首次提出了光子晶

体的概念[2, 3]；1998年，Ebbesen等人发现在打了周期性亚波长纳米空洞的厚金属膜上存在着超强的光投射峰，这一发现激起了对金属周期结构中表面等离激元的研究热潮[4]。从1987年至今，各领域对光学微纳结构的研究一直在迅猛发展。1.1光子晶体 从固体物理的概念中可以得知，当电子在周期性的势场中运动时，由于电子受到周期性势场的布拉格散射的作用形成了电子的能带结构，同时电子的能带与能带之间在一定的晶格条件下将存在带隙。在带隙能量范围内的电子其传播是被禁止的。运动的电子实际上也是一种物质波。无论何种波动形式，只要其受到相应周期性的调制，都将有类似于电子的能带结构同样也都可能出现禁止相应频率传播的带隙。 微纳光学结构技术是指通过在材料中引入微纳光学结构，实现新型光学功能器件。1987年，Yabnolovitch和 John在讨论如何抑制原子的自发辐射和光子局域的问题时，把电子的能带概念拓展到光学中，提出了光子晶体的概念。光子晶体就是规律性的三维微结构，其周期远小于波长，形成光子禁带，通过引入局部缺陷，控制光的传播与分束。同样的，固体物理晶格中的许多概念都可以类似的运用到光子晶体中，诸如倒格矢空间、布里渊区、色散关系、Bloch函数、Van Hove奇点等物理概念。由于周期性，对光子也可以定义有效质量。不过需要指出的是，光子晶体与固体晶格有相似处，也有本质的区别。如光子服从的是麦克斯韦方程，电子则服从薛定谔方程；光子是矢量波而电子是标量波；电子是自旋为1/2的费米子，而光子是自旋为1的波色子，等等。 根据空间的周期性分布的不同，光子晶体可以分为一维、二维和三维光子晶体，如图2所示。一维光子晶体的材料一般在一个方向上进行周期排列，例如传统的多层薄膜结构；二维光子晶体表现为材料在平面上进行周期性排列；三维光子

微纳测试

第一章 1、微纳米材料的三个特性是什么? 答：微尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应。 2、微纳测试的研究内容是什么，并解释其内涵 答：圆片级测试、管芯级测试和器件级测试。 MEMS圆片级测试主要解决MEMS在工艺线上制造过程中微结构与设计的符合性、微结构之间以及不同批次圆片间的一致性与重复性问题； 管芯级测试主要解决封装前微器件的成品率的测试问题； 器件级测试有两个方面的目的：其一是检测封装的质量，进行微器件的综合性能测试；另一方面则是考核微器件的可靠性，给出可靠性指标。 3、微纳测试方法有哪两大类 答：接触式测试与非接触式测试。 4、微纳测试仪器有哪几类 答：光学、电子学、探针等。 5、微纳测试的特点 答：被测量的尺度小，一般在微纳米量级；以非接触测量为主要手段。 第二章 1、试述光学法在微纳测量技术中的意义（同自动调焦法优点） 答：由于是非接触测量，因而对被测表面不造成破坏，可测量十分敏感或柔软的表面；测量速度高，能扫描整个被测表面的三维形貌，且能测量十分复杂的表面结构；用这种方法制成的测量仪器可用在制造加工过程中实现自动化测量。 2、可见光的波长范围 答：400~760nm 3、凸透镜成像的5种形式 答：形式1：当物距大于2倍焦距时，则像距在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、缩小的实像。此时像距小于物距，像比物小，物像异侧。应用：照相机、摄像机。 形式2：当物距等于2倍焦距时，则像距也在2倍焦距，成倒立、等大的实像。此时物距等于像距，像与物大小相等，物像异侧。 形式3：当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时，则像距大于2倍焦距，成倒立、放大的实像。此时像距大于物距，像比物大，物像异侧。应用：投影仪、幻灯机、电影放映机。 形式4：当物距等于1倍焦距时，则不成像，成平行光射出。 形式5：当物距小于1倍焦距时，则成正立、放大的虚像。此时像距大于物距，像比物大，物像同侧。应用：放大镜。 4、几何光学的成像原理、波动光学的成像原理 答：几何光学成像原理：在均匀介质中，光线直线传播；光的反射定律；光的折射定律；光程可逆性原理。 波动光学成像原理：光的干涉；光的衍射；光的偏振。 5、显微镜与望远镜的异同点 答：显微镜与望远镜的相同点：（1）都是先成实像，后成虚像（2）他们的目镜都相当于放大镜成正立放大虚像。

自动化仪表作业及答案参考

第一章： 作业： 1.DDZ与QDZ 得信号传输标准，DCS与FCS得名词解释 2.某压力表刻度0～１0０ｋPa，在5０kPa处测量值为49、5kPａ，求在５0kPa 处仪表示值得绝对误差、示值相对误差与示值引用误差？ 3.某台测温仪表得测温范围为—100~70０℃，校验该表时测得全量程内最大绝 对误差为+５℃,试确定该仪表得精度等级。 4.某台测压仪表得测压范围为0～8ＭPa.根据工艺要求，测压示值得误差不允 许超过±0、０5 ＭPa，问应如何选择仪表得精度等级才能满足以上要求? 5.某待测电流约为100mA，现有0、5级量程为0～400ｍA与1、５级量程 为0~10０mA得两个电流表,问用哪一个电流表测量比较好？ 6.某DDＺ－Ⅲ型温度变送器测量范围就是300-70０℃，当温度由４00℃变化到 60０℃时,变送器得输出如何变化？ 7.差压变送器得量程为0~１00 KＰa,现负迁移50%，仪表得量程与测量范围分 别为? 答案: 1、 QDZ信号标准:2０kPa~100ｋPa DCS：集散控制系统FCS:现场总线控制系统 2、 3、

4、 5、 解:用0、５级量程为0~400ｍA电流表测100mA时,最大相对误差：用1、5级量程为０～１00mA得电流表测１00mA时，最大相对误差： 说明选择合理得量程，即使用1、5级表也可以比０、5级表准确。 6、8mA ~16mA 7、仪表得量程为10０Kpａ仪表得测量范围为-５０～５０Kｐa 第二章: 作业:课后2，4,5，６，7，８，９,1１，1９，20 ２－2用热电偶测温时，为什么要进行冷端温度补偿？其冷端温度补偿得方法有哪几种？ 2-5由K 分度号热电偶(包括补偿导线）、冷端温度补偿器与配Ｋ分度号得动圈仪表组成一个温度检测系统,测量显示7８2℃,此时室温为３2℃,后来发现所用得冷端补偿器型号为S，与K分度号热电偶不配套，则实际温度？ 2-6用K型热电偶测某设备得温度,测得得热电势为20mV,冷端（室温）为2５C，求设备得温度?如果改用E型热电偶来测温,在相同得条件下，E热电偶测得得热电势为多少?

微纳光学与SPR技术

微纳光学与SPR技术 SC12009006 王启蒙 摘要：表面等离子体共振（Surface plasmon resonance，SPR），又称表面等离子体子共振，表面等离激元共振，是一种物理光学现象，有关仪器和应用技术已经成为物理学、化学和生物学研究的重要工具。 1 SPR简介 SPR是一种物理光学现象。当一束平面单色偏振光在一定的角度范围内照射到镀在玻璃表面的金属银或金的薄膜上发生全反射时，当入射光的波向量与金属膜内表面电子（称为等离子体）的振荡频率相匹配时，光线既被耦和进入金属膜，引起电子发生共振，即表面等离子体共振。 在金属中，价电子为整个晶体所共有，形成所谓费米电子气。价电子可在晶体中移动，而金属离子则被束缚于晶格位置上，但总的电子密度和离子密度是相同的，从整体来说金属是电中性的。人们把这种情况形象地称为“金属离子浸没于电子的海洋中”。这种情况和气体放电中的等离子体相似，因此可以把金属看作是一种电荷密度很高的低温（室温）等离子体，而气体放电中的等离子体是一种高温等离子体，电荷密度比金属中的低。此时光线提供的能量导致金属膜表面电子发生共振，电子吸收该能量使被反射光的强度达到最小，这种最小化发生时的入射光角度称为SPR角。SPR角是随金属表面的折射率的变化而变化，这一变化又和金属表面结合的生物分子的质量成正比。[1]

五十年代，为了解快速电子穿过金属箔时的能量损失，人们进行了大量的实验和理论工作。Pine和Bohm认为，其中能量损失的部分原因是激发了金属箔中电子的等离子体振动（Plasma oscillation），又称为等离子体子（plasmon）。Ritchie从理论上探讨了无限大纯净金属箔中由于等离子体振动而导致的电子能量损失，同时也考虑了有限大金属箔的情况，指出：不仅等离子体内部存在角频率为ωp的等离子体振动，而且在等离子体和真空的界面，还存在表面等离子体振动（Surface plasma oscillation）。Powell和Swan 用高能电子发射法测定了金属铝的特征电子能量损失，其实验结果可用Ritchie的理论来解释。[2]Stern和Ferrell将表面等离子体振动的量子称为表面等离子体子（Surface plasmon），研究了金属表面有覆盖物时的表面等离子体振动，发现金属表面很薄的氧化物层也会引起这种振动的明显改变。他们还预言：由于表面等离子体振动对表面涂层的敏感，那么通过选择合适的涂层，表面特征能量损失的值会在一定范围内发生变化。 除电子以外，用电磁波，如光波，也能激发表面等离子体振动。二十世纪初，Wood 首次描述了衍射光栅的反常衍射现象，这实际上就是由于光波激发了表面等离子体振动所致。[3]六十年代晚期，Kretschmann 和Otto采用棱镜耦合的全内反射方法，实现了用光波激发表面等离子体振动，为SPR技术的应用起了巨大的推动作用。他们的实验方法简单而巧妙，仍然是目前SPR装置上应用最为广泛的技术。

作业及答案

一、（20分）考察教育对工资收入的影响，模型设定如下： 201234()Log wage educ exper exper female u βββββ=+++++ 其中，wage 表示工资（美元/小时），educ 表示教育（年），exper 表示工龄（年），female 为虚拟变量（如果是女士，female=1；如果是男士，female=0）。回归结果如下（括号内的数字表示t 统计量）。 2()0.390.080.040.00070.34Log wage educ exper exper female e =++--+ (3.8) (12.1) (8.1) (-6.4) (-9.8) N=526，R 2=0.40 请回答如下问题：（括号内的数字为回归系数对应的t 统计量，显著水平α=0.05） （1） 解释educ 估计量0.08的经济含义？（4分） （2） 工龄达到多少时，工资收入最高？（4分） （3） 其它变量相同时，男女之间的工资差异是多少？（4分） （4） 写出White 异方差检验的辅助回归方程（没有交叉项）？如果检验统计量为NR 2=14.7，存在明显的异方差吗？ （8分） 二、（10分）考虑以下用来解释月度啤酒消费量的线性模型： beer =β0+β1inc+β2price+β3educ+β4female+u E(u)=0 Var(u)=σ2inc 2 其中beer 为月度啤酒消费量，inc 为消费者的月度收入，price 代表啤酒价格，female 为性别虚拟变量。将以上模型转化为同方差模型，写出转化后的方程。 三、（20分）根据我国1980-2000年投资总额X 与工业总产值Y 的统计资料，应用OLS 估计得到如下结果： 2?ln 1.45210.8704ln (2.957)(7.490)0.99860.452t t Y X R DW =+== 请回答下列问题（检验水平为5％）： （1） 模型中是否存在一阶自相关？写出判断依据。 （2） 自相关会带来哪些问题，如何解决这些问题？ 四、（20分）考察中国1982年1季度至1988年4季度的市场煤炭销售量的季节变化，构建如下模型 01223344coal time D D D u βββββ=+++++ 其中，coal 表示煤炭销售量（万吨），time 表示时间趋势变量（time =1, 2, …, ），D 2, D 3, D 4表示三个季度虚拟变量，定义如下。 2 12 0D ?=? ?第季度其他季度， 3 13 0D ?=? ? 第季度其他季度，4 14 0D ?=? ?第季度其他季度 模型回归结果如下（括号内的数字表示t 统计量）： y t = 2431.20 + 49.00 time + 85.00 D 2 + 201.84 D 3 +1388.09 D 4 (26.04) (10.81) (0.83) (1.96) (13.43) R 2 = 0.95, DW = 1.2, s.e. = 191.7 请回答以下问题： （1） 解释D 4对应的参数估计量1388.09的经济含义（4分） （2） 检验变量D 2的显著性（检验水平为0.05）（4分）

微纳练习题解答

一、 1.套准精度的定义,套准容差的定义。大约关键尺寸的多少是套准容差？ 套准精度是测量对准系统把版图套准到硅片上图形的能力。套准容差描述要形成图形层和前层的最大相对位移,一般，套准容差大约是关键尺寸的三分之一。 2.信息微系统的特点是什么？ 低成本，能耗低，体积小，重量轻，高可靠性和批量生产，可集成并实现复杂功能。 3.微加工技术是由什么技术发展而来的，又不完全同于这种技术。独特的微加工技术包括哪些？ （1）微电子加工技术；（2）表面微制造、体硅微制造和LIGA工艺。4.微电子的发展规律为摩尔定律，其主要内容是什么? 集成电路芯片的集成度每三年提高4倍，而加工特征尺寸缩小√2倍 5.单晶、多晶和非晶的特点各是什么？ 单晶：几乎所有的原子都占据着安排良好的规则的位置，即晶格位置；非晶：原子不具有长程有序，其中的化学键，键长和方向在一定的范围内变化； 多晶：是彼此间随机取向的小单晶的聚集体，在工艺过程中，小单晶的晶胞大小和取向会时常发生变化，有时在电路工作期间也发生变化 6.半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质；当受外界光和热作用时，半导体的导电能力明显变化；在纯半导体中掺杂可以使半导体的

导电能力发生数量级的变化。 7.标准RCA清洗工艺有几个步骤，各步主要用来去除哪些物质? SPM清洗:有机物 APM清洗:颗粒和少量有机物 DHF清洗:氧化膜 HPM清洗:金属离子 8.磁控溅射镀膜工艺中，加磁场的主要目的是什么？ 将电子约束在靶材料表面附近，延长其在等离子体中运动的轨迹，提高与气体分子碰撞和电离的几率 9.谐衍射光学元件的优点是什么？ 高衍射效率、优良的色散功能、减小微细加工的难度、独特的光学功能10.描述曝光波长与图像分辨率的关系，提高图像分辨率，有哪些方法？ （1） NA = 2 r0/D, 数值孔径；K1是工艺因子：0.6～0.8 （2）减小波长和K1，增加数值孔径 氧气在强电场作用下电离产生的活性氧，使光刻胶氧化而成为可挥发的CO2、H2O 及其他气体而被带走；目的是去除光刻后残留的聚合物11.什么是等离子体去胶，去胶机的目的是什么？ 通过控制F/C的比例，形成聚合物，在侧壁上生成抗腐蚀膜 12.硅槽干法刻蚀过程中侧壁是如何被保护而不被横向刻蚀的？

作业习题及答案

作业习题及答案 一、是非题（是画√，非画×） 1. 工件旋转作主运动，车刀作进给运动的切削加工方法称为车削。（√） 2. 变换主轴箱外手柄的位置可使主轴得到各种不同的转速。（√） 3. 卡盘的作用是用来装夹工件，带动工件一起旋转。（√） 4. 车削不同螺距的螺纹可通过调换进给箱内的齿轮实现。（×） 5. 光杠是用来带动溜板箱，使车刀按要求方向作纵向或横向运动的。（√） 6. 光杠用来车削螺纹的。（×） 7. 变换进给箱手柄的位置，在光杠和丝杠的传动下，能使车刀按要求方向作进给运动。（√） 8. 小滑板可左右移动角度，车削带锥度的工件。（√） 9. 床鞍与车床导轨精密配合，纵向进给时可保证径向精度。（×） 10. 机床的类别用汉语拼音字母表示，居型号的首位，其中字母“C”是表示车床类。（√） 11. 对车床来说，如第一位数字是“6”，代表的是落地及卧式车床组。（√） 12. C6140B表示第二次改进的床身上最大工件回转直径达400mm的卧式车床。（）√ 13. CM6140 车床比C620车床床身上最大工件回转直径要大。× 14. CQM6132车床型号中的32表示主轴中心高为320mm。（×） 15. 在机床型号中，通用特性代号应排在机床类代号的后面。（√） 16. 车床工作中主轴要变速时，变换进给箱手柄位置要在低速时进行。（√） 17. 为了延长车床的使用寿命，必须对车床上所用摩擦部位定期进行润滑。（√） 18. 车床漏在外面的滑动表面，擦干净后用油壶浇油润滑。（√） 19. 主轴箱和溜板箱等内的润滑油一般半年更换一次。（×） 20. 主轴箱换油时，现将箱体内部用煤油清洗干净，然后再加油。（√） 21. 车床主轴箱内注入的新油油面不得高于油标中心线。（×） 22. 车床尾座中、小滑板摇动手柄转动轴承部位，每班次至少加油一次。（√） 23. 油脂杯润滑每周加油一次，每班次旋转油杯盖一圈。（√） 24. 对车床进行保养的主要内容是：清洁和必要的调整。（×） 25. 车床运转500h，需要进行一级保养。（√） 26. 一级保养以操作工人为主，维修人员进行配合。（√） 27. 开机前，在手柄位置正确的情况下，需低速运转约2min后，才能进行车削。（√） 28. 装夹较重较大工件时，必须在机床导轨面上垫上木块，防止工件突然坠下砸伤导轨。（√） 29. 在车削时，车刀出现溅火星属正常现象，可以继续切削。（×） 30. 车工在操作中严禁戴手套。（√）

微纳结构三维形貌高精度测试系统

第37卷第1期 光电工程V ol.37, No.1 2010年1月Opto-Electronic Engineering Jan, 2010 文章编号：1003-501X(2010)01-0019-06 微/纳结构三维形貌高精度测试系统 谢勇君1,2,3，史铁林2,3，刘世元2 ( 1. 暨南大学电气自动化研究所，广东珠海 519070； 2. 华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室，武汉 430074； 3. 武汉光电国家实验室(筹) 光电材料与微纳制造研究部，武汉 430074 ) 摘要：为实现微/纳结构三维形貌的高精度测量，提出利用显微干涉技术和偏振技术相结合的方法来研制微/纳结构三维形貌亚纳米级精度测试系统。首先，利用五步相移干涉技术采集5幅带有π/2相移增量的干涉条纹图。然后，通过Hariharan五步相移算法得到包裹相位图。最后，利用分割线相位去包裹算法和相位高度关系转换得到微/纳结构三维形貌。在测试过程中通过偏振片产生强度可调的线偏振光，再由1/2波片改变偏振光在分光镜中的分光比，补偿参考镜与试件的反射性能差异，可得到亮度适中且对比度高的干涉条纹图，从而有利于实现微/纳结构三维形貌的高精度测量。系统的轮廓算术平均偏差R a的重复测量精度可达0.06 nm，最大示值误差不到±1%，示值变动性不到0.5%。通过对标准多刻线样板、硅微麦克风膜和硅微陀螺仪折叠梁的三维形貌测量验证了系统的有效性和实用性。 关键词：微/纳结构；显微干涉；偏振技术；三维形貌 中图分类号：TH741.8 文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.1003-501X.2010.01.04 Measurement System for 3D Profile of Micro/Nano Structures with High Resolution XIE Yong-jun1,2,3，SHI Tie-lin2,3，LIU Shi-yuan2 ( 1. Institute of Electric Automatization, Jinan University, Zhuhai 519070, Guangdong Province, China; 2. State Key Laboratory of Digital Manufacturing Equipment and Technology, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China; 3. Division of Optoelectronic Materials & Micro-Nano Manufacture, Wuhan National Laboratory for Opto-electronics, Wuhan 430074, China ) Abstract: In order to test 3D profile of micro/nano structures with high resolution, a measurement system was developed based on microscopic interferometry and polarization technique. First, five interferograms with π/2-phase increase were acquired by five-step phase-shift interferometry. Then wrapped phase maps were calculated with Hariharan five-step-phase-shift algorithm. Finally, 3D profile of micro/nano structure could be gotten with branch-cut unwrapping algorithm and the phase-height formula. A polarizer provided a polarization beam and adjusted its illumination power. The polarized beam was parceled into two perpendicular directions by a polarization-beam splitter, and the intensities proportion of the two beams could be adjusted by rotating a 1/2-waveplate making it possible to compensate the differences of the reflectances between the sample and the reference mirror. This arrangement allowed that the interferograms had the advantages of high contrast and optimum intensity, and this was useful to increase system 收稿日期：2009-07-13；收到修改稿日期：2009-09-03 基金项目：国家自然科学基金重点项目(50535030); 国家自然科学基金(50775090); 新世纪优秀人才支持计划(NCET-06-0639); 国家博士后科学基金(20070410930); 广东省自然科学基金博士研究启动项目(9451063201002281); 广东高校优秀青年创新人才 培育项目(LYM08019)；广西制造系统与先进制造技术重点实验室开放课题基金; 暨南大学青年基金项目(51208027). 作者简介：谢勇君(1977-)，女(汉族)，广西全州人。讲师，博士，主要研究工作是精密测控技术。E-mail:xyj919@https://www.wendangku.net/doc/ac10899638.html,。

微纳系统中的可持续自供型电源能源研究中的新兴领域

2010年第55卷第25期：2472~2475 https://www.wendangku.net/doc/ac10899638.html, https://www.wendangku.net/doc/ac10899638.html, 英文引用格式: Wang Z L. Sustainable self-sufficient power source for micro/nano-systems: A new field in energy research (in Chinese). Chinese Sci Bull (Chinese Ver), 2010, 55: 2472—2475, doi: 10.1360/972010-1295 进展 《中国科学》杂志社 SCIENCE CHINA PRESS 微纳系统中的可持续自供型电源:能源研究中的 新兴领域 王中林①② ①Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA 30332-0245, USA; ②华中科技大学武汉光电国家实验室(筹), 武汉 430074 E-mail: zlwang@https://www.wendangku.net/doc/ac10899638.html, 2010-07-09收稿, 2010-07-19接受 国家自然科学基金(40830636, 40671034)和中国科学院资源环境领域野外台站研究基金资助项目 摘要自从手提电脑和手机等个人可移动电子产品普及以后, 解决小范围的用电显得格 外重要. 我们目前主要靠的是蓄电池. 在未来不久, 由于微纳系统的发展以及它们在原位 人体健康的实时监测、基础设施的监测、环境监测、物联网以及军事技术上的应用, 传统 的利用蓄电池来提供电源的方法将不能满足或不能适应传感器网络的工作环境和要求. 在2005年, 作者提出了自驱动的概念, 其根本是利用从环境中收集的能量, 通过能量转换 来驱动这些微纳系统, 实现功率自给. 本文介绍作为微纳系统中可持续自供型电源的一种 ——纳米发电机的研究和未来应用. 关键词 自驱动的纳米技术 纳米发电机 微纳系统中可持续 自供型电源 传感器网络 物联网 传统的能源研究和开发主要可以分为五大方面: 大范围能源的产生和转换; 可持续绿色能源的开发; 电力的有效传输和智能电网; 电能的高密度储存; 有效节能技术和能源回收. 我们对电能的需求绝大 部分集中在工业用电、交通运输、建筑、家庭和办公 用能. 这些对能源的需求可以靠大范围的电网来满 足. 然而, 自从手提电脑和手机等个人可移动电子产 品普及以后, 解决小范围的用电显得格外重要. 我们 目前主要靠的是蓄电池. 在未来不久, 由于微纳系统 的发展以及它们在原位人体健康的实时监测、基础设 施的监测、环境监测、物联网以及军事技术上的应用, 传统的利用蓄电池来提供电源的方法就有可能不能 满足或不能适应具体的工作环境和要求, 原因如下: 其一, 微纳系统的尺寸越来越小, 将来限制整个系统 大小的是电源而不是其他器件; 其二, 将来实现全方 位的监测所用到的微纳系统的数目和密度相当之浩 大, 而且这些系统是可移动的, 利用更换电池的方案 可能是不实际的或者不可取的; 其三, 驱动微纳系统 的功率源的功率非常之小, 一般都在毫瓦到微瓦级. 例如心脏起搏器的运转功率是大约5毫瓦, 蓝牙发射 器的工作功率也是微瓦级. 如果我们把所有的驱动 微纳系统的电源的总功率加在一起, 所需总电量也 较小, 但这种特殊的能源是传统供电方法所不能满 足的. 因此, 作者在2005年就提出了自驱动的概念 (self-powered nanotechnology)[1,2], 其根本是利用从 环境中收集的能量, 通过能量转换来驱动这些微纳 系统, 实现功率自给. 纳米技术是把系统和器件做得 小, 例如纳米探测器、纳米电动机, 而自驱动是解决 它们的能源需求. 我们称这种能源是一种微纳系统 中可持续自供型电源(sustainable self-sufficient power source for micro/nano-systems). 而今自驱动的概念已 经成为世界非常活跃的研究领域. 1 自驱动微纳系统的运转模式和可行性 自驱动的微纳系统将在生物传感、环境和基础设 施监测、传感器网络和物联网中扮演重要的角色. 这

微纳系统及其最新应用

MEMS系统及其封装技术的研究报告 微机电系统（Micro-Electro-Mechanical Systems,MEMS）是以微细加工技术为基础，将微传感器、微执行器和电子线路、微能源等有机组合在一起的微机电器件、装置、或系统。微机电既可以根据电路信号的指令控制执行元件，实现机械驱动，也可以利用传感器探测或接受外部信号。传感器将转换后的信号经电路处理后，再由执行器转换为机械信号，完成命令的执行。可以说，MEMS技术是一种获取、处理和执行操作的集成技术，它是一种多学科交叉的前沿性领域，几乎涉及到自然及工程科学的所有领域，例如电子、机械、材料和能源。但是，由于对MEMS封装的认识一直落后于MEMS器件的研究，封装已成为妨碍MEMS商业化的主要技术瓶颈。 一、MEMS系统的特点、存在的问题 与常规机电系统相比，MEMS系统的主要优点包括：系统微型化，MEMS器件体积小，精度高、重量轻，尺寸精度可达到纳米量级；制造材料性能稳定，MEMS的主要材料是硅；批量生产成本低；能耗低，灵敏度和工作效率高；集成化程度高等。 但是，按照摩尔定律的预测，在不断追求电子元器件的高集成度、高密度的同时，MEMS 系统也存在一些问题，例如尺寸效应；材料性能主要是对于MEMS硅衬底上的薄膜的机械性能和电性能的分析；黏附问题；静电力问题；摩擦问题；检测问题；薄膜应力以及表面粗糙度问题。 二、MEMS封装 MEMS封装的分类方式有两种：一种是按封装材料分，可分为金属封装、陶瓷封装和塑料封装；另一种是按密封特性分，可分为气密封装和非气密性封装。通常金属封装和陶瓷封装为气密封装，而塑料封装为非气密封装。 1.MEMS封装的自身特性包括以下几点： 1）专用性 MEMS中通常都有一些可动部分或悬空结构，如硅等空腔、梁、沟、槽、膜片甚至是流体部件。 2）复杂性 由于多数MEMS封装外壳的负责性，对芯片纯化、封装保护提出了特殊要求。某些MEMS 的封装及其技术比MEMS还新颖，不仅技术难度大，而且对封装环境的洁净度要求更高。 3）空间性 为给MEMS可活动部分提供足够的可动空间，需在外壳上进行刻蚀，或留有一定的槽型及其他形状的空间。 4）保护性 在晶片上制成的MEMS，在完成封装之前，始终对环境的影响极其敏感。MEMS封装的各操作工序（划片、烧结、互联、密封等），需要采用特殊的处理方法，提供相应的保护措施。 5）可靠性 6）经济性 2.几种重要的 MEMS封装技术 MEMS封装经过多年的发展，出现了一些比较完善的封装技术和封装形式，比如键合技术、倒装芯片技术、多芯片封装技术以及3D封装等。 1）键和技术 键合技术是MEMS中最为关键、最具挑战性的技术，由于MEMS器件包含多种立体结构和多种材料层，MEMS元件的键合要比微电子元件困难得多。键合技术分为引线键合和表面键合两种。其中引线键合的作用是从核心元件引人和导出电连接。根据键合时所用能量