薄膜光学与薄膜技术基础(曹建章 著)

发布:cyqdesign 2019-06-04 10:01 阅读:6507
薄膜光学与薄膜技术基础》是作者多年来从事薄膜光学与薄膜技术课程教学研究成果的总结。《薄膜光学与薄膜技术基础》共分三篇13章:第一篇分为4章,讲述薄膜光学基本理论,内容包括各向同性均匀和非均匀、各向异性均匀和非均匀、吸收和导电层状介质薄膜反射和透射特性计算;第二篇分为6章,分类讲述增透膜、高反射膜、带通滤光片、截止滤光片、带阻滤光片和分光镜的膜系构成、特性描述及其应用;第三篇分为3章,比较全面地介绍了物理气相沉积、化学气相沉积和液相沉积薄膜制备方法原理、光学薄膜检测技术,以及一些金属薄膜、半导体薄膜和介质薄膜制备实例。鉴于薄膜光学与薄膜技术的飞速发展,《薄膜光学与薄膜技术基础》在取材的深度和广度上充分考虑到现代前沿科学领域的知识内容。 Uj):}xgi'  
@up,5`  
V4n~Z+k  
目录 C9!t&<\ }  
第一篇 薄膜元学基本理抢 iT>u&0B-  
第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1 *M1GVhW(+  
1.1 麦克斯韦方程 1 HIXAA?_eh=  
1.2 平面电磁波 6 ;=Ma+d#  
1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6 s-$ Wc) l  
1.2.2 理想介质中的平面波解 7 H<(F$7Q!\  
1.2.3 吸收介质中的平面波解 8 6ZqU:^3  
1.3 平均电磁能流密度光强 9 ABN4kM>%  
1.4 电磁波谱、光谱 10 fF(2bVKP:  
习题 12 l88=  
参考文献 12 y9r4]45  
第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14 %MeAa?G-#  
2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14 N1a]y/  
2.1.1 S波反射与透射 14 UK ':%LeL  
2.1.2 P波反射与透射 16 )`DVPudiy  
2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18 IZ=Z=k{  
2.2.1 S 波反射与透射 18 BJj'91B[d  
2.2.2 P 波反射与透射 20 ~_\Ra%  
2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21 ^dI;B27E*  
2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21 P`biHs8O  
2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24 srVWN:uuH  
2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30 5/=$p:E>  
2.4.1 平面对称各向异性介质中麦克斯韦方程的分量形式 31 q)?%END  
2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31 uUI#^ A  
2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36 k=]e7~!  
2.5.1 全反射与倏逝波 36 jHFjd'  
2.5.2 全透射 37 ~}.C*;J  
2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38 g3:@90Ba  
2.6 反射率和透射率 39 AYAU  
2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40 + [w 0;W_  
2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41 j3Od7bBS]  
2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43 kE&R;T`Gb%  
习题 44 -9b=-K.y  
参考文献 44 7Qd4L.  
第3章 平面光波在平界面层状介质薄膜中的反射与透射 45 T lXS}5^  
3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45 h4hAzFQ.s  
3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47 aTvyz r1  
3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53 )Te\6qM  
3.3.1 平面分界面多层均匀介质薄膜反射系数和透射系数计算的矩阵方法 53 <Wn~s=  
3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55 8<VDp Y  
3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61 w <r*&  
3.4.1 一阶近似 62 E`)e ;^  
3.4.2 二阶近似 63 ,} t%7I  
3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64 /!]K+6>u  
3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64 ~c EN=(Z~r  
3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66 2*cNd}qr  
3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70 3f`Uoh+  
3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72 G*=HjLmZg  
3.5.5 非均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的数值解 74 V IzIl\<aM  
3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75 #Pd9i5~N  
习题 79 G8repY  
参考文献 79 mB`HPT  
第4章 膜系设计图示法 81 ? NoNg^Of  
4.1 矢量法 81 fbApE  
4.2 导纳图解法 87 :` SIuu~@  
4.2.1 单一等效界面等反射率导纳圆图和等相位导纳圆图 87 D$FTnY  
4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89  ,$6si  
4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92 u>'0Xo9R  
4.3 金属膜导纳圆图 97 $ .tT  
4.4 膜系层间电场分布 99 zZ[kU1Fyv  
习题 100 D[>:az `  
参考文献 101 |j+JLB  
第二篇 光学等膜分类反应用 Hcf"u&%  
第5章 增透膜 102 @1j*\gYz  
5.1 表面反射对光学系统性能的影响 102 4-bM90&1t  
5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104 R~=c1bpdq  
5.3 透射滤光片组合透射率 106 C^$E#|E9N  
5.4 均匀介质增透膜 107 #'/rFT4{v  
5.4.1 单层均匀介质增透膜 107 zw3I(_d[  
5.4.2 多层均匀介质增透膜 108 %p\ ~  
5.5 非均匀介质增透膜 113 ub?dfS9$_  
5.6 入射角变化对透射率的影响 115 mU[\//  
5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117 ~=yU%5 s@  
习题 118 / :$WOQ  
参考文献 118 &&;.7E  
第6章 高反射膜 120 @.L#u#   
6.1 反射镜组合的反射率 120 ^qL<=UC.  
6.2 周期多层膜系的反射率 121 <8(q.  
6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121 X}GX6qAdt  
6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122 4l0>['K&{  
6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123 OIFjc0  
6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126 xjp0w7L)J  
6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128 "C}<umJ'  
6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129 3XY"s"  
6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131 5]G%MB/|$  
6.8 金属反射镜 134 U>n[R/~]  
6.8.1 常用金属反射镜 134 z&9ljQ iF  
6.8.2 金属一介质反射镜 136 X[/7vSqZ@w  
6.9 影响反射特性的因素 137 ;Q t%>Uo8  
6.10 高反射镜应用实例 143 \6AM?}v  
6.10.1 激光高反射镜 143 \FO`WUAF  
6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144 hvI#D>Z!Yp  
6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145 jct=Nee|  
习题 146 z$ QoMq]  
参考文献 146 8A0a/ 7Lj  
第7章 带通滤光片 149 E!X>C^  
7.1 带通滤光片的特性描述 149 ?* +>T@MH  
7.2 带通滤光片的基本构型一一法布里一咱罗干涉仪及其变形 150 wKJ|;o4;L  
7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151 zn/>t-Bc  
7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151 (e;/Smol  
7.3.2 膜系透射定理 153 oHfr glGX  
7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155 `j3 OFC{7E  
7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156 QUkP&sz  
7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164 g\B ? |%  
7.4 窄带和中等带宽滤光片 164 n"?*"Ya  
7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164 |A68+(3u  
7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172 |J@ &lBlq  
7.4.3 诱导带通滤光片 174 ;P' 5RCqj  
7.5 超窄带带通滤光片 183 ; P<h 9(  
7.6 宽带带通滤光片 185 mCn:{G8+  
7.7 带通滤光片的角特性 186 ,5U[#6^  
7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190 k"=*'  
7.9 多通道窄带带通滤光片 192 I\Y N!  
习题 193 ]*MVC/R,  
参考文献 193 p/eaO{6 6  
第8章 截止滤光片 196 t!xdKX& }  
8.1 截止滤光片的特性描述 196 4YY!oDN:  
8.2 吸收型截止滤光片 197 GfSD% "  
8.3 干涉型截止滤光片 198 o;DK]o>kH  
8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198 Js:U1q  
8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199 \ (`2@  
8.3.3 [(0.5H)L(0.5H)]和[ (0.5L) H(0.5L)]类型对称膜系的光学等效导纳和等效相位 201 >tkz%;6  
8.3.4 [(0.5H)L(0.5H)Jm 和[(0.5L) H(0.5L)]m类型周期对称膜系的透射率 203 0i5S=L`j  
8.3.5 透射带内波纹的压缩 208 u)zv`m  
8.3.6 截止带的展宽 210 `'3&tAy  
8.3.7 透射带的展宽和压缩 212 xVYa-I[Z  
8.4 金属介质膜截止滤光片 218 !ni 1 qM  
8.5 热反射镜、冷反射镜和太阳能电池覆盖膜 218 UvU@3[fw  
习题 221 >Q_ '[!S  
参考文献 221 48S NI  
第9章 带阻滤光片 223 q77qdm q7  
9.1 带阻滤光片的特性描述 223 Z{t `f[  
9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223 TC2%n\GH*  
9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224 @ G!Ir"Q  
9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224 W!"QtEJ,  
9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227 : Wtpg   
9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230 I5QtPqB>  
9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231 T#6g5Jnsp  
9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232 E`xpZ>$mPx  
9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233 T12Zak4.=  
9.4.2 正弦周期折射率带阻滤光片设计的傅里叶变换方法 234 SXe1Q8;  
习题 241 i`<L#6RBT  
参考文献 241 L%3Bp/`S  
第10章 分光镜 243 KT 6 ppo  
10.1 中性分光镜 243 3(t3r::&  
10.1.1 金属膜中性分光 244 | Vlx:  
10.1.2 介质膜中性分光 245 F/1m&1t  
10.1.3 金属介质膜中性分光 247 +84 p/ B#  
10.2 双色分光镜 249 - q(a~Ge  
10.3 偏振分光 254 6WIs*$T2*  
10.3.1 偏振特性的描述 254 eU`O=uE   
10.3.2 平板偏振分光镜 255 [n&ES\o#(  
10.3.3 棱镜偏振分光 258 F?jD5M08t/  
10.3.4 宽角宽带偏振分光 259 bJ9*z~z)e  
10.4 消偏振分光 262 ?7lW@U0  
10.4.1 偏振分离的描述 263 `'5vkO>  
10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267 HCkfw+gaV  
10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271 /ece}7M  
10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273 3G<4rH]  
10.5 分光中的消色差问题 280 Ahbh,U  
习题 281 N(yd<M w  
参考文献 282 lup2> "?*  
第二篇 薄膜扶术基础 IsJx5GO  
第11章 薄膜制备技术 283 n'q:L(`M  
11.1 真空技术简介 283 ;!=i|"P G  
11.1.1 真空的基本知识 283 Ahba1\,N$  
11.1.2 真空的获得 284 sV5") /~  
11.1.3 真空的测量 286 ?EHheZ{  
11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289 F#) bGi  
11.2.1 蒸镀法 289 f9},d1k  
11.2.2 溅射法 300 \RPwSx  
11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306 ^Z\"d#A  
11.3.1 化学气相沉积的原理 307 34"PtWbV>  
11.3.2 常压化学气相沉积 308 SsZSR.tD  
11.3.3 低压化学气相沉积 308 _emW#*V  
11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309 QY<5o;m`  
11.3.5 光化学气相沉积 310 '|yCDBu  
11.3.6 金属有机化学气相沉积 311 E8R;S}P A  
11.3.7 原子层沉积 312 ;PMh>ZE`  
11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313 9iM%kY#)W  
11.4.1 化学镀 313 WcM\4q@  
11.4.2 阳极氧化法 314 o[WDPIG  
11.4.3 溶胶一凝胶法 314 .L"IG=Uh#  
11.4.4 电镀 315 S-Bx`e9'  
11.4.5 LB 膜制备技术 315 GP %hf{  
11.5 光刻蚀 316 gJ9"$fIPc  
11.5.1 光刻工艺 316 v4'kV:;&  
11.5.2 光刻胶 317 1iLU{m9  
11.5.3 掩模 318 1kUlQ*[<|  
11.5.4 曝光 318 h9}*_qc&kV  
11.5.5 刻蚀方法 318 i`+bSg  
11.5.6 无掩模刻蚀 321 PXJ7Ek*/  
11.5.7 刻蚀图形及折射率 323 pWv1XTs@t:  
习题 323 %.$7-+:7A  
参考文献 324 rMZuiRz*  
第12章 光学薄膜检测技术 326 tk=S4 /VWv  
12.1 光谱分析技术基础 326 b8YdONdy  
12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326 ~7*2Jp'  
12.1.2 紫外一可见光分光光度计和傅里叶变换红外光谱仪 330 SZ$WC8AX  
12.2 薄膜透射率和反射率测量 333 Qr7v^H~E4.  
12.2.1 透射率测量 333 ^[Ka+E^Q  
12.2.2 反射率测量 334 =8<~pr-NO  
12.3 薄膜吸收和散射测量 338 kmt1vV.9  
12.3.1 吸收测量 338 %8xRT@Q  
12.3.2 散射测量 342 woP j>M  
12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344 m~Q24Z]!'&  
12.4 光学薄膜常数测量 347 'x"(OdM:[  
12.4.1 光度法 348 fG$LqzyqlK  
12.4.2 全反射衰减法 354 ^i!6z2/  
12.4.3 椭圆偏振法 357 u-4@[*^T$  
12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358 EEL3~H{(  
12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359 Myiv#rQ)  
12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360 A%$~  
12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362 S >CKm:7  
12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366 w( XZSE  
12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368 +0UBP7kn  
12.6.1 薄膜微结构 368 G\;6n  
12.6.2 薄膜微结构检测 371 x(eX.>o\  
12.6.3 雕塑薄膜 372 c-Yd> 4+ 1  
12.6.4 薄膜化学成分检测 373 IVxZ.5:L$  
12.7 薄膜非光学特性测量 375 u Z-ZZE C  
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关键词: 薄膜光学
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