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第1篇 现代光学制造工程概论&杨力1

第1章 构思与创意—关于编著《现代光学制造工程》的若干思考3

1.1 编著本书的总体指导思想—集成创新、支撑发展3

1.2 创新、创新、再创新4

1.3 关于现代光学制造工程的系统科学基础4

1.4 构建“现代光学制造工程”学科体系的指导思想4

1.4.1 确立“光学制造”应有的学科地位4

1.4.2 现代光学制造工程学科概念的提出水到渠成5

第2章 工程科学与现代光学制造工程6

2.1 工程与工程科学6

2.1.1 关于“科学-技术-工程”6

2.1.2 工程科学7

2.2 现代光学制造工程8

2.2.1 现代光学制造工程的概念、特点与内涵8

2.2.2 现代光学制造工程的基本讨论范畴9

2.3 现代光学制造工程概况10

2.3.1 超大型、超复杂光学制造工程10

2.3.2 超微细光学制造工程11

2.3.3 超精密光学制造技术12

2.3.4 现代光学制造工程主体技术群14

第2篇 创新理论概述&杨力 温尚明15

第1章 创新的概念17

第2章 创新、创造、发现、发明19

2.1 创新与创造19

2.2 发现19

2.3 发明20

第3章 创新的特点21

3.1 新颖性、首创性和前瞻性21

3.2 创新的风险性21

3.3 创新是综合学科知识的集成22

3.4 创新是集体力量的集中创作和再创作22

3.5 创新的能动性与执着性23

第4章 人才与创新24

4.1 创新教育与训练24

4.2 提高创造性思维能力24

4.3 提高创新力26

4.4 掌握创新技法27

4.5 突破精神束缚28

4.6 加强创新实践与训练，提高创新技能28

4.7 持续创新、立于不败29

第5章 创新差距30

参考文献30

第3篇 现代光学制造工程的系统科学基础33

第1章 光学制造工程的系统论基础&周家斌35

1.1 系统思想与理论35

1.2 一般系统论35

1.2.1 一般系统论的研究领域35

1.2.2 （一般）系统论的基本观点37

1.3 运筹学38

1.4 系统工程及其方法41

1.4.1 系统工程的概念41

1.4.2 系统工程方法的特点42

1.4.3 系统工程方法43

1.5 光学制造系统工程46

1.5.1 光学制造系统工程内涵46

1.5.2 光学制造系统工程的知识基础和支撑体系46

1.5.3 光学制造系统工程与现有工程学科之间的关系47

参考文献48

第2章 信息论与光学制造工程&万勇建49

2.1 信息论49

2.2 信息论方法49

2.3 光学制造工程51

2.4 制造工程的系统信息51

2.4.1 制造中的信息51

2.4.2 制造中的物质、信息和控制活动53

2.5 制造信息本质和属性55

2.5.1 制造信息本质55

2.5.2 制造信息属性56

2.6 光学制造系统与信息58

2.7 小结58

参考文献59

第3章 光学制造工程的控制论基础&范斌61

3.1 控制论概述61

3.2 控制论的发展阶段63

3.3 控制论中的基本控制方式64

3.3.1 按有无反馈分类64

3.3.2 按系统特性分类64

3.3.3 按系统信号形式分类65

3.3.4 其他控制方式65

3.4 控制系统的基本要求66

3.4.1 稳定性66

3.4.2 快速性66

3.4.3 准确性67

3.5 智能控制67

3.6 控制论在先进光学制造中的应用68

3.7 结束语70

参考文献70

第4篇 现代光学制造工程主要学科领域77

第1章 现代光学工程设计&邢廷文79

1.1 概述79

1.2 光学系统的设计要求79

1.3 光学系统设计81

1.4 光学设计软件83

1.5 光学系统设计展望84

第2章 大型天文望远镜制造工程&吴永前 万勇建 范斌 侯溪 等85

2.1 望远镜光学的进展85

2.2 世界有代表性的天文台与望远镜91

2.3 望远镜主镜现代数控光学加工技术99

2.3.1 小磨头数控加工技术99

2.3.2 CCAL技术103

2.4 能量束流抛光技术107

2.4.1 磁流变抛光技术107

2.4.2 离子束抛光技术110

2.4.3 液体喷射抛光技术111

2.5 主动支撑辅助加工技术112

2.6 主镜拼接技术119

2.6.1 背景119

2.6.2 共相位拼接原理及方法122

2.6.3 拼接检测仪器128

2.7 现代大型望远镜革命性发展的启迪130

参考文献134

第3章 空间光学制造工程&吴永前138

3.1 前言，历史138

3.2 空间望远镜的优势139

3.3 空间望远镜的分类140

3.3.1 从应用角度分类140

3.3.2 从工作波段上分类141

3.4 各国典型的空间望远镜144

3.4.1 美国144

3.4.2 欧洲的空间望远镜153

3.4.3 日本的空间望远镜156

3.4.4 中国的空间望远镜156

3.4.5 已经发射或将要发射的太空天文台157

3.5 空间望远镜光学镜面制造技术162

3.6 空间望远镜的新技术163

3.6.1 充气望远镜163

3.6.2 超轻量反射镜163

3.6.3 薄膜反射镜164

3.6.4 压电薄膜164

3.7 空间望远镜的特点165

参考文献165

第4章 薄膜光学制造工程&张云洞169

4.1 光学薄膜的发展历程169

4.2 薄膜沉积技术和薄膜材料170

4.2.1 薄膜沉积技术170

4.2.2 热蒸发技术171

4.2.3 溅射技术173

4.3 薄膜材料175

4.4 薄膜在光学工程中的应用178

4.4.1 高能激光薄膜179

4.4.2 惯性约束聚变（ICF）系统中的抗激光薄膜179

4.5 从美国激光武器发展看光学薄膜的重要性183

4.6 半导体平版印刷术中的DUV/VUV光学薄膜187

4.7 EUV/软X射线多层膜191

4.8 精密测量中的光学薄膜196

4.9 大口径光学元件镀膜197

4.9.1 工业大面积镀膜197

4.9.2 大型天文望远镜主镜镀膜200

4.9.3 光学薄膜的其他应用201

4.10 小结与展望201

4.10.1 本章小结201

4.10.2 21世纪我国光学薄膜发展的展望202

参考文献203

第5章 激光光学制造工程&朋汉林204

5.1 引论—激光光学制造工程概述204

5.2 激光光学基础204

5.2.1 激光204

5.2.2 激光光束的特性208

5.2.3 激光制造工程中常用的激光技术210

5.3 高能激光光学制造工程214

5.3.1 概述214

5.3.2 高能激光系统构成215

5.3.3 国外高能激光系统研究概况216

5.3.4 惯性约束聚变光学制造工程218

5.3.5 惯性约束聚变工程光学元部件制造222

5.4 超短超强激光光学制造工程224

5.4.1 超短超强激光的发展和现状224

5.4.2 啁啾脉冲放大（CPA）超短超强激光系统227

5.4.3 光学参量啁啾脉冲放大（OPCPA）超短超强激光系统230

5.4.4 超短脉冲激光系统光学制造工程232

参考文献233

第6章 大规模集成电路光刻设备与光刻技术&佟军民 胡松236

6.1 集成电路的制造与光刻工艺简介236

6.1.1 集成电路的制造与光刻设备236

6.1.2 光刻技术工艺流程237

6.2 光学光刻技术240

6.2.1 光学光刻技术的分类240

6.2.2 接触/接近式光刻技术240

6.2.3 光学投影式光刻技术241

6.2.4 光学投影光刻机关键单元技术及分系统249

6.3 分辨力增强技术256

6.3.1 相移掩模技术256

6.3.2 离轴照明技术257

6.3.3 光学邻近效应校正技术258

6.3.4 光瞳滤波技术260

6.4 下一代光刻技术261

6.4.1 193nm浸没式光刻技术261

6.4.2 极端远紫外光刻技术263

6.4.3 纳米压印技术264

6.4.4 无掩模光刻技术266

6.4.5 电子束光刻268

6.4.6 离子束光刻268

6.4.7 X射线光刻269

6.4.8 表面等离子体光学光刻270

6.5 光刻技术和设备的发展趋势271

6.5.1 光刻技术的发展趋势271

6.5.2 光刻设备的发展趋势272

6.5.3 对我国光刻技术和设备发展的几点建议273

参考文献274

第7章 微纳光学制造工程&赵泽宇 罗先刚276

7.1 MEMS制造技术276

7.1.1 MEMS的定义276

7.1.2 MEMS技术的发展现状和发展趋势277

7.2 MEMS制造技术279

7.2.1 表面微机械加工工艺279

7.2.2 体硅微机械加工工艺280

7.2.3 LIGA微机械加工工艺281

7.2.4 其他微机械加工工艺282

7.2.5 用于MEMS的关键微加工技术282

7.3 MEMS技术的应用291

7.3.1 微传感器291

7.3.2 微操作器292

7.3.3 微机电系统294

7.4 纳米加工技术295

7.4.1 纳米加工技术的范围295

7.4.2 纳米压印光刻技术297

7.4.3 纳米结构图形制作技术301

参考文献310

第8章 光学、光电子学与光子学元器件制造&邹雄飞313

8.1 光电子概述313

8.2 光子的特点313

8.3 世界光电子产业的发展及其状况314

8.3.1 世界光电子产业的概述314

8.3.2 欧美或发达国家动态314

8.3.3 我国光电子产业的现状315

8.4 光子学器件的分类316

8.4.1 光电子按产业的分类316

8.4.2 光子探测器件317

8.4.3 光电路元器件318

8.4.4 发光器件319

8.5 集成光学320

8.5.1 集成光学的主要应用领域320

8.5.2 当前光集成的研究热点321

8.5.3 光集成的分类321

8.5.4 集成光学器件的材料322

8.6 光子晶体324

8.6.1 光子晶体简介324

8.6.2 光子晶体的特点324

8.6.3 光子晶体的应用325

8.6.4 光子晶体的制备326

8.6.5 光子晶体制作新技术327

8.7 固体光源327

8.7.1 固体照明的简介327

8.7.2 LED制作的主要工艺328

8.7.3 用于照明的白光LED330

8.7.4 LED的封装331

8.8 器件的封装与熔融拉锥技术332

8.8.1 光电子器件的封装332

8.8.2 熔融拉锥的控制系统333

8.9 光电子器件制造方面的一些建议335

参考文献335

第9章 现代光学材料工程&方敬忠 刘红336

9.1 光学工程科学的基石336

9.2 材料性能的物理基础338

9.2.1 材料热膨胀性能的物理基础338

9.2.2 材料热传导性能的物理基础339

9.2.3 材料强度的物理基础340

9.3 反射镜材料341

9.3.1 大型反射镜材料性能要求341

9.3.2 大型反射镜材料选择342

9.3.3 备选镜坯材料及其性能343

参考文献352

第10章 现代光学测试工程&侯溪 伍凡354

10.1 概述354

10.1.1 当代最新科学成就与光学测试技术354

10.1.2 现代光学测试技术的特征356

10.1.3 现代光学测试技术的应用356

10.2 单元光学测试技术的发展358

10.2.1 干涉测试技术358

10.2.2 表面形貌测试技术360

10.3 现代光学工程中的光学测试技术361

10.3.1 大型天文望远镜361

10.3.2 空间望远镜364

10.3.3 惯性约束聚变装置367

10.3.4 下一代光刻设备367

10.4 微光学中的现代光学测试技术369

10.5 现代光学制造测试技术369

10.6 现代光学测试技术的发展趋势371

参考文献372

第11章 光学制造工程的网络化与智能化&俞敏374

11.1 网络化制造概述374

11.1.1 网络制造的起因与背景374

11.1.2 网络化制造的定义与内涵376

11.1.3 网络化制造的意义378

11.2 实施网络化制造的关键技术379

11.2.1 网络化制造的综合技术380

11.2.2 网络化制造的使能技术385

11.2.3 网络化制造的基础技术388

11.2.4 网络化制造的支撑技术392

11.3 网络化制造的发展方向—网格技术及e-Manufactung技术394

11.3.1 网格技术394

11.3.2 e-Manufacturing电子化制造技术395

11.4 智能制造概述396

11.4.1 智能制造IM（Intelligence Manufacture）产生的背景396

11.4.2 智能制造内涵及其范畴396

11.4.3 国内外智能制造发展状况397

11.5 计算智能398

11.5.1 粗集算法398

11.5.2 模糊逻辑方法399

11.5.3 人工神经网络方法400

参考文献400

第12章 现代光学制造工程的先进制造与先进管理理念&曹学东 吴时彬402

12.1 柔性制造402

12.2 计算机集成制造403

12.3 并行工程404

12.4 虚拟制造405

12.4.1 概述405

12.4.2 虚拟制造技术的作用406

12.4.3 虚拟制造的核心技术406

12.4.4 企业实现虚拟制造的步骤407

12.5 敏捷制造虚拟制造407

12.5.1 概述407

12.5.2 敏捷制造的使能技术409

12.5.3 应用前景409

12.5.4 企业实施敏捷制造的步骤410

12.6 网络化制造411

12.7 绿色制造411

12.8 精益生产412

12.9 知识管理413

12.9.1 概述413

12.9.2 知识管理的内容及常用知识管理技术414

12.9.3 企业进行有效知识管理的方法及措施415

12.10 供应链管理416

12.10.1 概述416

12.10.2 供应链战略伙伴的选择与管理418

12.10.3 供应链管理的方法418

12.10.4 现代光学制造工程供应链管理理念419

12.11 6S管理419

12.11.1 概述419

12.11.2 6S推进重点421

12.11.3 企业推进6S步骤423

12.12 六西格玛管理424

12.12.1 质量管理理论的发展424

12.12.2 六西格玛管理起源425

12.12.3 六西格玛管理的内涵425

12.12.4 DMAIC方法426

12.12.5 DFSS方法429

参考文献432

第5篇 先进制造技术、战略高技术和现代光学制造工程&杨力435

第1章 先进制造技术437

1.1 先进制造技术的定义437

1.2 先进制造技术的特征与特点437

1.2.1 先进制造技术的特征437

1.2.2 先进制造技术的特点438

1.3 先进制造技术的发展趋势439

1.3.1 信息化439

1.3.2 极端化440

1.3.3 绿色化441

第2章 提高自主创新能力，发展先进制造业443

第3章 自主创新，加强基础研究和战略高技术研究444

第4章 现代光学制造工程成为支撑基础研究和战略高技术研究发展的重要支柱446

4.1 光学制造与光学科学同步发展446

4.2 现代光学制造工程支撑基础研究与战略高技术研究发展448

4.3 现代光学制造工程是光学科学与制造科学的交叉学科450

参考文献450