《
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。
*b>RUESF 2 {?]W/&fS Wh i#Ii~ 目录
>OaD7 第一篇 薄膜元学基本理抢
6C2~0b 第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1
|'z8>1 1.1 麦克斯韦方程 1
2
`>a( 1.2 平面电磁波 6
ir<e^a 1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6
41<~_+-@ 1.2.2 理想介质中的平面波解 7
"jAd.x?X7e 1.2.3 吸收介质中的平面波解 8
ZGZNZ}~# 1.3 平均电磁能流密度光强 9
7(1`,Y
1.4 电磁波谱、
光谱 10
3SIqod;% 习题 12
0Ncpi=6 参考文献 12
-8^qtB 第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14
Qn8xe, 2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14
[uU!\xe 2.1.1 S波反射与透射 14
AtJ{d^ 2.1.2 P波反射与透射 16
d~~kJKK 2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18
KFbB}oId 2.2.1 S 波反射与透射 18
[XY%<P3D 2.2.2 P 波反射与透射 20
$Wj= V 2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21
EQ273sdK 2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21
YTa
g|If 2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24
'{AB{)1 2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30
Z jmQ 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
UiG/Rn 2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31
-g~+9/;n 2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36
^i%S}VK 2.5.1 全反射与倏逝波 36
gbuh04#~ 2.5.2 全透射 37
ULAr! 2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38
bqED5;d'# 2.6 反射率和透射率 39
Ef#LRcG-Z 2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40
upuN$4m&{ 2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41
?:wb#k)Z/ 2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43
W#bYz{s. 习题 44
]"_c-= 参考文献 44
E@ :9|5 第3章 平面光波在平界面层状介质薄膜中的反射与透射 45
%[$HX'Y 3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45
^+76^*0 3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47
g[G/If 3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53
rk8pL[| 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
r""rJzFz' 3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55
9;#RzelSp 3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61
V^,gpTyv* 3.4.1 一阶近似 62
S[K5ofV 3.4.2 二阶近似 63
6&x\!+]F8 3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64
tkctwjD 3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64
1@v< 3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66
U:TkO=/>: 3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70
-iiX!@ 3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72
Q!P%duO 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
n>}Y@{<]/ 3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75
S=k!8]/d| 习题 79
-LiGO #U 参考文献 79
jUm-!SK}q 第4章 膜系设计图示法 81
Hi09?AX 4.1 矢量法 81
57q= 4.2 导纳图解法 87
Q|)>9m!tt 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
!}!KT(%% 4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89
'oIE:#b 4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92
DDr\Kv)k( 4.3 金属膜导纳圆图 97
)5b_>Uy 4.4 膜系层间电场分布 99
X_2N9$}, 习题 100
fv7VDo8vb 参考文献 101
4fKvB@O@. 第二篇 光学等膜分类反应用
9}6_B| 第5章 增透膜 102
]pvHsiI: 5.1 表面反射对
光学系统性能的影响 102
{}$rN@OM$ 5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104
G^ GIHdo 5.3 透射滤光片组合透射率 106
@4;'>yr(
5.4 均匀介质增透膜 107
f![] :L 5.4.1 单层均匀介质增透膜 107
iLnW5yy 5.4.2 多层均匀介质增透膜 108
Ln#o:" E 5.5 非均匀介质增透膜 113
7
{92_xRL 5.6 入射角变化对透射率的影响 115
Tm`@5 5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117
xq;>||B 习题 118
g!~SHW)l 参考文献 118
vNw(hT5750 第6章 高反射膜 120
9Vm
aB 6.1 反射镜组合的反射率 120
~Fb@E0 }! 6.2 周期多层膜系的反射率 121
MQP9^+f)O? 6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121
OH>.N"IG 6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122
w<B
S 6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123
zh2<!MH 6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126
N 8[rWJ# 6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128
|6Y:W$7k 6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129
C?|sQcCE 6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131
C)U4Fr ?E: 6.8 金属反射镜 134
@S3 L%lOH 6.8.1 常用金属反射镜 134
"9xJ},:- 6.8.2 金属一介质反射镜 136
2-'_Nwkl* 6.9 影响反射特性的因素 137
~a_hOKU5 6.10 高反射镜应用实例 143
Y)k"KRW+ 6.10.1
激光高反射镜 143
h>bjG 6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144
JAHg_! 6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145
sN1H{W 习题 146
2@MpWj4 参考文献 146
YA,.C4=s 第7章 带通滤光片 149
yr},pB 7.1 带通滤光片的特性描述 149
^!B]V>L- 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
3YLK?X8 7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151
h1q3}- 7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151
f1:>H.m`
7.3.2 膜系透射定理 153
oqvu8" 7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155
}m<+tn3m 7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156
Z><+4
' 7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164
fa]8v6 7.4 窄带和中等带宽滤光片 164
Dl.<(/ 7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164
~EmK;[Z 7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172
oPs asa 7.4.3 诱导带通滤光片 174
<,DMD 7.5 超窄带带通滤光片 183
JPTLh{/ 7.6 宽带带通滤光片 185
=A5i84y.2u 7.7 带通滤光片的角特性 186
imADjBR] 7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190
$E[O}+L$# 7.9 多通道窄带带通滤光片 192
}*J04o$oI 习题 193
Uhvy2}w 参考文献 193
;L:UYhDbUx 第8章 截止滤光片 196
cl`kd)"v 8.1 截止滤光片的特性描述 196
<!t;[ie?y 8.2 吸收型截止滤光片 197
|d&Kr0QIV 8.3 干涉型截止滤光片 198
]foS.D, 8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198
Fdl0V:< 8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199
\0lQ1FrY 8.3.3 [(0.5H)L(0.5H)]和[ (0.5L) H(0.5L)]类型对称膜系的光学等效导纳和等效相位 201
1?)h-aN 8.3.4 [(0.5H)L(0.5H)Jm 和[(0.5L) H(0.5L)]m类型周期对称膜系的透射率 203
y=9fuGL6 8.3.5 透射带内波纹的压缩 208
!]R>D{"" 8.3.6 截止带的展宽 210
'\QJ{/JV 8.3.7 透射带的展宽和压缩 212
[.l,#-vp 8.4 金属介质膜截止滤光片 218
YP!}Bf 8.5 热反射镜、冷反射镜和
太阳能电池覆盖膜 218
DPY+{5q2 习题 221
0Bgj.?l 参考文献 221
%d:cC:` 第9章 带阻滤光片 223
UK'8cz9 9.1 带阻滤光片的特性描述 223
0xi2VN"X 9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223
M`7lYw\Or! 9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224
WTD86A 9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224
'xuxMav6m 9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227
&9gI?b8 9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230
on
hLhrZ 9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231
43=)akJi 9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232
\*5z0A9)5) 9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233
9Pvv6WyKy 9.4.2 正弦周期折射率带阻滤光片设计的傅里叶变换方法 234
L 习题 241
`E;xI v| 参考文献 241
b$Ei>%'/"; 第10章 分光镜 243
fM&
fqI 10.1 中性分光镜 243
iqoMQ7% 10.1.1 金属膜中性分光 244
2I suBX\[ 10.1.2 介质膜中性分光 245
2ETv H~23 10.1.3 金属介质膜中性分光 247
|pknaz 10.2 双色分光镜 249
wg
k[_i 10.3 偏振分光 254
3it*l-i\ 10.3.1 偏振特性的描述 254
eF0FQlMe[ 10.3.2 平板偏振分光镜 255
r0f&n;0U4 10.3.3 棱镜偏振分光 258
hw`pi6
10.3.4 宽角宽带偏振分光 259
,ZYPffu<* 10.4 消偏振分光 262
<D& Ep 10.4.1 偏振分离的描述 263
1D1kjM^Bo 10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267
F1}d@^K
7d 10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271
.LM|@OeaD! 10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273
ijcF[bmE 10.5 分光中的消色差问题 280
a$iDn_{ 习题 281
Qo]qs+ 参考文献 282
TrgKl2xfx 第二篇 薄膜扶术基础
N3Q
.4?
z9 第11章 薄膜制备技术 283
r^E(GmW 11.1 真空技术简介 283
^!O!HMX0 11.1.1 真空的基本知识 283
o*~=NoR 11.1.2 真空的获得 284
tJ7tZ~Ak 11.1.3 真空的测量 286
7^!iGhI]r 11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289
qs8^qn0A 11.2.1 蒸镀法 289
vEE\{1 11.2.2 溅射法 300
mWP&N#vwh 11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306
Q`O~ f<a 11.3.1 化学气相沉积的原理 307
P=P']\`p+ 11.3.2 常压化学气相沉积 308
.f[z_%ar 11.3.3 低压化学气相沉积 308
`.~*pT*u 11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309
h`v T[u~l 11.3.5 光化学气相沉积 310
#l* w=D? 11.3.6 金属有机化学气相沉积 311
!u:;Ew 11.3.7 原子层沉积 312
`PLax@]2 11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313
SEWdhthP 11.4.1 化学镀 313
s[7/w[& 11.4.2 阳极氧化法 314
Aj/EaIq 11.4.3 溶胶一凝胶法 314
zII^Ny8D 11.4.4 电镀 315
@eESKg(, 11.4.5 LB 膜制备技术 315
ww+,GnV 11.5 光刻蚀 316
^P.U_2& 11.5.1 光刻工艺 316
ZBH^0 11.5.2 光刻胶 317
m.gv? 11.5.3 掩模 318
5+b73R3r 11.5.4 曝光 318
0a!|*Z 11.5.5 刻蚀方法 318
j5smmtM`s 11.5.6 无掩模刻蚀 321
J_<6;# 11.5.7 刻蚀图形及折射率 323
IQ$ 6}. 习题 323
9B>P Qbs 参考文献 324
2J) 第12章 光学薄膜检测技术 326
^mut-@ N9 12.1 光谱分析技术基础 326
V~-tp^ 12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326
%Yg|QBm| 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
}dU!PZ9N) 12.2 薄膜透射率和反射率测量 333
Xe\v6gbD 12.2.1 透射率测量 333
eT2Tg5Etc 12.2.2 反射率测量 334
bq8h?Q 12.3 薄膜吸收和散射测量 338
M`*
BS 12.3.1 吸收测量 338
cQ`0d3 12.3.2 散射测量 342
T;,,! 12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344
u{sb^cmy 12.4 光学薄膜常数测量 347
tu;Pm4q7 12.4.1 光度法 348
0hXx31JN N 12.4.2 全反射衰减法 354
W]>%*n 12.4.3 椭圆偏振法 357
(7$BF~s:, 12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358
#oR@!? 12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359
.rX,*|1x 12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360
Bq-}BN?pz 12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362
>oi?aD% 12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366
L)9Z Op5 12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368
`Hu2a]e9 12.6.1 薄膜微结构 368
{=U*!`D 12.6.2 薄膜微结构检测 371
fMM%,/b{ 12.6.3 雕塑薄膜 372
PH^Gjm 12.6.4 薄膜化学成分检测 373
}Q6o#oZ 12.7 薄膜非光学特性测量 375
: Hu{MN\ ;R@D