《薄膜光学与薄膜技术基础》

《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。 #QW% ;^  
vY,]f^F"  
1i Q(q\%  
目录 ]O~/k~f  
第一篇 薄膜元学基本理抢 "azrcC  
第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1  M|>-q  
1.1 麦克斯韦方程 1 RP wP4Z  
1.2 平面电磁波 6 +R31YR8C0  
1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6 <"S/M]9  
1.2.2 理想介质中的平面波解 7 -AKbXkc~\  
1.2.3 吸收介质中的平面波解 8 ET3+07  
1.3 平均电磁能流密度光强 9 O[^zQA  
1.4 电磁波谱、光谱 10 >JN[5aus  
习题 12 .r@'9W^8  
参考文献 12 utw@5  
第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14 o5NrDDH  
2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14 4_\]zhS  
2.1.1 S波反射与透射 14 hPUYq7B  
2.1.2 P波反射与透射 16 Zr;(a;QKs  
2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18 l" H/PB<.  
2.2.1 S 波反射与透射 18 s06R~P4  
2.2.2 P 波反射与透射 20
r}t%DH  
2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21 8V:yOq10  
2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21 +@#-S  
2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24 dJZ 9mP!d  
2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30 }@g#S@o  
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 vu)V:y  
2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31 N)$yBzN  
2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36 DVRbTz3V  
2.5.1 全反射与倏逝波 36 wW^3/  
2.5.2 全透射 37 65pC#$F<x  
2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38 _NM=9cWd  
2.6 反射率和透射率 39 1Q9eS&  
2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40 5LxzET"P  
2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41 N~M-|^L  
2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43 L|w}#|-  
习题 44 O.P:~  
参考文献 44 I*8_5?)g<  
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 HLDg_ On8  
3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45 !rgdOlTR^  
3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47 p:^;A/D  
3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53 ]i:O+t/U  
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 qL68/7:A  
3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55 @Tf5YZ*  
3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61 ^2um.`8  
3.4.1 一阶近似 62 2<5s0GT'/  
3.4.2 二阶近似 63 !8>tT  
3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64 `=~d^wKYJ3  
3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64 |70Lh+  
3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66 q P>Gre  
3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70 uEkUK|
 
3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72 _}wy|T&7k&  
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 E&RK My)  
3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75 eVbaxL!Q^  
习题 79 m/W)IG>  
参考文献 79 4*9:  
第4章 膜系设计图示法 81 u-E*_%y  
4.1 矢量法 81 b7bbrR8  
4.2 导纳图解法 87 p)=Fi}#D\  
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 rF5O?<(  
4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89 uia
-w^F e  
4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92 DcQsdeuQ  
4.3 金属膜导纳圆图 97 d.uJ}=|  
4.4 膜系层间电场分布 99 c~+l|r=u?  
习题 100 $ OMGo`z  
参考文献 101 O486:tF  
第二篇 光学等膜分类反应用 ryp@<}A]!d  
第5章 增透膜 102 E`SFr  
5.1 表面反射对光学系统性能的影响 102 9:tKRN_D  
5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104 ~?n)1Vr|  
5.3 透射滤光片组合透射率 106 KCkA4`IeM  
5.4 均匀介质增透膜 107 HLcK d`$/  
5.4.1 单层均匀介质增透膜 107 {!hA^[}|  
5.4.2 多层均匀介质增透膜 108 n.$wW =  
5.5 非均匀介质增透膜 113 9L'R;H?L  
5.6 入射角变化对透射率的影响 115 wA<#E6^vG  
5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117 lvz&7Zb  
习题 118 v1Lu.JQC$  
参考文献 118 I
z\IQa  
第6章 高反射膜 120 85 tQHm6j  
6.1 反射镜组合的反射率 120 X}v]iX  
6.2 周期多层膜系的反射率 121 RHGs(d7-  
6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121 wDV%.Cc  
6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122 T=w5FT  
6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123 ApYri|^r  
6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126 :n&n"`D~  
6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128 n1xN:A  
6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129 L{\au5-4  
6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131 @^$Xy<x  
6.8 金属反射镜 134 *a7&v3X  
6.8.1 常用金属反射镜 134 S5Q$dAL  
6.8.2 金属一介质反射镜 136 tc@([XqH  
6.9 影响反射特性的因素 137 T.zUerbO  
6.10 高反射镜应用实例 143 `AA[k  
6.10.1 激光高反射镜 143 9ci=]C5o3K  
6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144 T&=1IoOg  
6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145 D@(Y.&_  
习题 146 FXPw5  
参考文献 146 n^;:V8k  
第7章 带通滤光片 149 Ii,Lj1Q  
7.1 带通滤光片的特性描述 149 b:nHcxDU<  
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 ?2;r#)  
7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151 f`?Y+nu}  
7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151 3!0Eh8ncI  
7.3.2 膜系透射定理 153 A({8p  
7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155 F.b;O :  
7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156 1B;sSp.>  
7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164 zUqt^_  
7.4 窄带和中等带宽滤光片 164 EF?@f{YY$n  
7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164 )} y1  
7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172 H1'`* }V  
7.4.3 诱导带通滤光片 174 eGS1% [  
7.5 超窄带带通滤光片 183 E3\O?+h#  
7.6 宽带带通滤光片 185 a(Bo.T<2@  
7.7 带通滤光片的角特性 186 A|V |vT7cb  
7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190 Pgs^#(^>  
7.9 多通道窄带带通滤光片 192 tdn[]|=  
习题 193 =!'gV:M  
参考文献 193 2bS)|#v<_t  
第8章 截止滤光片 196 \$2E  
8.1 截止滤光片的特性描述 196 G l=dL<F  
8.2 吸收型截止滤光片 197 SB1\SNB  
8.3 干涉型截止滤光片 198 z6vRTY  
8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198
iO;q]  
8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199 zlmb_akJ  
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 N?H;fK4v  
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 AfG!(AF`  
8.3.5 透射带内波纹的压缩 208 |*0oz=  
8.3.6 截止带的展宽 210 iq '3.-xYr  
8.3.7 透射带的展宽和压缩 212 `5;O|qRq  
8.4 金属介质膜截止滤光片 218 sAIL+O  
8.5 热反射镜、冷反射镜和太阳能电池覆盖膜 218 zm}4=Kz}  
习题 221 %Ysu613mz  
参考文献 221 2P8JLT*Tj  
第9章 带阻滤光片 223 $Xw .iN]g  
9.1 带阻滤光片的特性描述 223 <D4.kM  
9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223 <`sVu  
9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224 MPMJkL$F
^  
9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224 &E$jAqc  
9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227 }'dnL  
9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230 !JjB,1  
9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231 0s:MEX6w|  
9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232 ,ijgqEN  
9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233 z

PU& }7  
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 ^9o;=!D!9  
习题 241 \Nu(+G?e  
参考文献 241 MI|DOp  
第10章 分光镜 243 ^u#!Yo.!(  
10.1 中性分光镜 243 "xlf6pm%  
10.1.1 金属膜中性分光 244 lNQt  
10.1.2 介质膜中性分光 245 $!Z6?+  
10.1.3 金属介质膜中性分光 247 o;mXk2  
10.2 双色分光镜 249 -<a
~kVv  
10.3 偏振分光 254 LbtcZ)D!  
10.3.1 偏振特性的描述 254 4_J* 0=U  
10.3.2 平板偏振分光镜 255 L$h.VQv+  
10.3.3 棱镜偏振分光 258 oYnA 3  
10.3.4 宽角宽带偏振分光 259 WEUr;
f  
10.4 消偏振分光 262 l}%!&V0  
10.4.1 偏振分离的描述 263 HFBGM\R02  
10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267 zv!%u=49  
10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271 V^=z\wBZ  
10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273 m1=3@>  
10.5 分光中的消色差问题 280 3x9O<H}  
习题 281 D{h1"q  
参考文献 282 zTBr
<:  
第二篇 薄膜扶术基础 x`w 4LF  
第11章 薄膜制备技术 283 [[QrGJr  
11.1 真空技术简介 283 X^#48*"a  
11.1.1 真空的基本知识 283 mQBq-;  
11.1.2 真空的获得 284 ;14[)t$  
11.1.3 真空的测量 286 4s~YqP{K  
11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289 oL#^=vid"  
11.2.1 蒸镀法 289 4QdY"s(n  
11.2.2 溅射法 300 s d>&6R^  
11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306 JJq= {;  
11.3.1 化学气相沉积的原理 307 ,:G.V  
11.3.2 常压化学气相沉积 308 R~CQ=KQ.  
11.3.3 低压化学气相沉积 308 W+&ZYN'E  
11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309 LCK  
11.3.5 光化学气相沉积 310 =;0#F&  
11.3.6 金属有机化学气相沉积 311 \szx.IZT  
11.3.7 原子层沉积 312 fzRzkn:=  
11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313 3'Q H\t5  
11.4.1 化学镀 313 =-~82%  
11.4.2 阳极氧化法 314 x:O?Fj  
11.4.3 溶胶一凝胶法 314 rAwq$!xx  
11.4.4 电镀 315 \f1r/e(G|  
11.4.5 LB 膜制备技术 315 }]N7CWy  
11.5 光刻蚀 316 G6_Kid}"q  
11.5.1 光刻工艺 316 3/>McZ@OH  
11.5.2 光刻胶 317 &4sUi K"  
11.5.3 掩模 318 `UMv#-Y8  
11.5.4 曝光 318 (EIdw\  
11.5.5 刻蚀方法 318 kWc%u-_  
11.5.6 无掩模刻蚀 321 %+ig7a:  
11.5.7 刻蚀图形及折射率 323 F*
o{dLJ)  
习题 323 cfMj^*I  
参考文献 324 {f3)!Pei`J  
第12章 光学薄膜检测技术 326 ++F #Z(p  
12.1 光谱分析技术基础 326 ,Ww)>O+  
12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326 /_l%Dm?  
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 n>)CCf@H  
12.2 薄膜透射率和反射率测量 333 `+1+0
?9  
12.2.1 透射率测量 333 vUR{!`14  
12.2.2 反射率测量 334 XL>Vwd  
12.3 薄膜吸收和散射测量 338 uJA8PfbD  
12.3.1 吸收测量 338 ;&37mO/T  
12.3.2 散射测量 342 2)h i(  
12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344 BhLYLl
XPY  
12.4 光学薄膜常数测量 347 nV,qC.z  
12.4.1 光度法 348 cP`f\\c  
12.4.2 全反射衰减法 354 )TFaG[tj  
12.4.3 椭圆偏振法 357 4K[E3aA  
12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358 ] NL-)8u  
12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359 Y[i>  
12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360 +^Eruv+F  
12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362 f{FW7T}O2  
12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366 .slA}  
12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368 )&+j#:  
12.6.1 薄膜微结构 368  @D^y<7(  
12.6.2 薄膜微结构检测 371 {'E%SIRZ)  
12.6.3 雕塑薄膜 372 2aX|E4F  
12.6.4 薄膜化学成分检测 373 Q}d6+C  
12.7 薄膜非光学特性测量 375 OGh9^,v  
3haYb`