Fundamentals of Micro-Optics

Preface......Page 11
Acknowledgements......Page 13
Notation......Page 15
Part I Essential optics......Page 27
1 Introduction......Page 29
to1.1 Optics: history in a nutshell......Page 30
to1.2 Micro-optics: a smaller nutshell......Page 36
to1.3 Micro-optics for the home: the DMD......Page 40
to2.1 Basic electromagnetics......Page 43
to2.2 Wave propagation......Page 51
to2.3 Electromagnetic waves......Page 56
to2.4 Polarization......Page 62
to2.5 Wavefronts......Page 66
to2.6 Gaussian beams......Page 72
3 Optical materials......Page 81
to3.1 Refractive index......Page 82
to3.2 Dispersion......Page 94
to3.3 Attenuation......Page 103
to3.4 Glass......Page 109
to3.5 Semiconductors......Page 113
to3.6 Other materials......Page 119
to4.1 Reflection and refraction......Page 127
to4.2 Reflected and transmitted fields......Page 132
to4.3 Power transmission and reflection......Page 138
to4.4 Internal reflection......Page 141
to4.5 Evanescent field......Page 144
to5.1 Coherence and interference......Page 151
to5.2 Interferometers......Page 162
to5.3 Optical multilayers......Page 176
Part II Micro-optics......Page 193
to6.1 Reflection......Page 195
to6.2 Planar mirrors......Page 198
to6.3 Non-planar mirrors......Page 201
to6.4 Micromirrors......Page 206
to6.5 Adaptive micro-optics......Page 215
to6.6 Micromirrors: case studies......Page 219
7 Refractive micro-optics......Page 229
to7.1 Lens fundamentals......Page 230
to7.2 Imaging......Page 238
to7.3 Advanced lenses......Page 251
to7.4 Primary aberrations......Page 261
to7.5 Chromatic aberrations......Page 269
to7.6 Microlenses: case studies......Page 273
8 Diffractive micro-optics......Page 291
to8.1 Diffraction......Page 292
to8.2 Practical apertures......Page 296
to8.3 Gratings......Page 309
to8.4 Diffractive microlenses......Page 326
to8.5 Diffractive micro-optics: case studies......Page 337
9 Guided-wave micro-optics......Page 347
to9.1 Waveguides: ray optic model......Page 348
to9.2 Waveguides: electromagnetic model......Page 363
to9.3 Channel waveguides......Page 376
to9.4 Waveguide characterization......Page 381
to9.5 Waveguide components......Page 390
to9.6 Optical fibers......Page 395
to9.7 Waveguide micro-optics: case studies......Page 406
to10.1 Physics of light emission......Page 421
to10.2 Light-emitting diodes......Page 431
to10.3 Laser diodes......Page 439
to10.4 Photodetectors......Page 456
to10.5 Phase and intensity modulators......Page 465
to10.6 Other active components......Page 474
to10.7 Active micro-optics: case studies......Page 479
11 Micro-optical fabrication......Page 491
to11.1 Basic semiconductor processing......Page 492
to11.2 Self-assembly lenses......Page 494
to11.3 Lithography for microlenses......Page 500
to11.4 Replication......Page 508
to11.5 Specialized processes......Page 513
to11.6 Assembly......Page 517
Part III Neoteric optics......Page 527
12 Tunable micro-optics......Page 529
to12.1 Liquid microlenses......Page 530
to12.2 Membrane microlenses......Page 536
to12.3 LCD-based tunable micro-optics......Page 543
to12.4 Tunable diffractive micro-optics......Page 544
to12.5 A tunable micromenagerie......Page 548
13 Fluidic micro-optics......Page 551
to13.2 Fluidic waveguides......Page 552
to13.3 Optofluidic lasers......Page 553
to13.4 Fluidic microlenses......Page 557
to13.5 Filters and displays......Page 559
to13.6 Other optofluidic concepts......Page 560
to14.1 Nanophotonics......Page 563
to14.2 Photonic crystals......Page 565
to14.3 Plasmonics......Page 580
to14.4 Metamaterials......Page 584
References......Page 585
Index......Page 587