《
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。
Qk`LBvg1 e\'=#Hw ) (l=_[1Z5 目录
d @>1m:p 第一篇 薄膜元学基本理抢
U$ 22 r b 第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1
=;y(b~ 1.1 麦克斯韦方程 1
Z'o'd_g>I+ 1.2 平面电磁波 6
C
vWt 1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6
s)j3+@:# 1.2.2 理想介质中的平面波解 7
[.c'22R6 1.2.3 吸收介质中的平面波解 8
{qL}:ha? 1.3 平均电磁能流密度光强 9
do=s=&T 1.4 电磁波谱、
光谱 10
($[)Tcq*~ 习题 12
y\c-I!6>26 参考文献 12
F]6$4o[ 第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14
_q3|Ddm2LN 2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14
.|<+-Rsj 2.1.1 S波反射与透射 14
>0.a#-u^ 2.1.2 P波反射与透射 16
V25u_R`{ 2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18
o1)8?h 2.2.1 S 波反射与透射 18
AIw< 5lW 2.2.2 P 波反射与透射 20
y(*#0fJrTV 2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21
RzN9pAe 2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21
%M
u$0~ct" 2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24
v `7` ' 2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30
*{s
3.=P. 2.4.1 平面对称各向异性介质中麦克斯韦方程的分量形式 31
IJv+si:k 2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31
<}bF49z 2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36
KIYs[0*k 2.5.1 全反射与倏逝波 36
I#9q^,,F 2.5.2 全透射 37
!7jVKI80 2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38
a474[? 2.6 反射率和透射率 39
4$_:a?9 2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40
^Bu55q 2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41
Ff{dOV.i 2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43
z 3N'Xk 习题 44
ZOY zCc(d 参考文献 44
zt/N)5\V 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
x5 ?>y{6D 3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45
g<PglRr" 3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47
vbSycZ2M7 3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53
Pj{Y 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
x5%x""VEK 3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55
6uKS!\EY| 3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61
raCgctYVq 3.4.1 一阶近似 62
!FHm.E_> 3.4.2 二阶近似 63
~9DD=5\ 3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64
p-JGDjR0G 3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64
nV3I6 3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66
>S'IrnH'! 3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70
9q_c` 3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72
j6DI$tV~ 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
+S
],){ 3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75
vx}W.6C} 习题 79
nD\H$5>5 参考文献 79
oJe`]_XZ 第4章 膜系设计图示法 81
!?5YXI, 4.1 矢量法 81
#9CLIYJAd 4.2 导纳图解法 87
2i)vT)~ 4.2.1 单一等效界面等反射率导纳圆图和等相位导纳圆图 87
#8@o%%Fd 4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89
^j]_MiA4 4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92
xj;V 4.3 金属膜导纳圆图 97
?z0N-A2C2 4.4 膜系层间电场分布 99
lL"ANlX-P 习题 100
oUx%ra{ 参考文献 101
<P.'r,"[ 第二篇 光学等膜分类反应用
G-eSHv 第5章 增透膜 102
ciGJtD&P 5.1 表面反射对
光学系统性能的影响 102
Js/QL=, 5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104
{pk]p~ 5.3 透射滤光片组合透射率 106
jzd)jJ0M 5.4 均匀介质增透膜 107
_kT{W] 5.4.1 单层均匀介质增透膜 107
OU'm0Jlk 5.4.2 多层均匀介质增透膜 108
:s>x~t8g#n 5.5 非均匀介质增透膜 113
]_43U` [# 5.6 入射角变化对透射率的影响 115
qrufnu5cC 5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117
t[o_!fmxZ 习题 118
*cAI gO7 参考文献 118
':!aFMj^ 第6章 高反射膜 120
2B"&WKk 6.1 反射镜组合的反射率 120
P(cy@P,D 6.2 周期多层膜系的反射率 121
#eIFRNRb) 6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121
ZY=a[K 6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122
FwUgMR*xq 6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123
OxqkpK& 6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126
k8 z1AP 6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128
Bu"5NB 6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129
58P[EMhL 6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131
n}/4em? 6.8 金属反射镜 134
K/M2L&C 6.8.1 常用金属反射镜 134
nYE%@Up 6.8.2 金属一介质反射镜 136
:f~qt%%/ 6.9 影响反射特性的因素 137
2]=`^rC* 6.10 高反射镜应用实例 143
<nc6&+ 6.10.1
激光高反射镜 143
tmi)LRF
H 6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144
_{/[&vJ 6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145
Oi<yT"7 习题 146
%rJ'DPs 参考文献 146
n
j2=}6 第7章 带通滤光片 149
?!y<%&U 7.1 带通滤光片的特性描述 149
hlmeT9v{ 7.2 带通滤光片的基本构型一一法布里一咱罗干涉仪及其变形 150
|enb5b78 7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151
sO{TGk]* 7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151
}:57Ym)7w 7.3.2 膜系透射定理 153
)3k?{1: 7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155
es<8"CcP 7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156
MUSsanCA 7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164
f+1@mGt 7.4 窄带和中等带宽滤光片 164
ih-J{1 7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164
sLUOs]cj 7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172
-5JN` 7.4.3 诱导带通滤光片 174
Kc,i$FH 7.5 超窄带带通滤光片 183
"SRS{-p0 7.6 宽带带通滤光片 185
bEln.) 7.7 带通滤光片的角特性 186
_@W1?;yD 7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190
7}vI/?r 7.9 多通道窄带带通滤光片 192
I-#7Oq:Np 习题 193
;GIA`=a% 参考文献 193
OY8P 第8章 截止滤光片 196
SDB \6[D 8.1 截止滤光片的特性描述 196
Zz"8 8.2 吸收型截止滤光片 197
2M=h:::W 8.3 干涉型截止滤光片 198
~r~YR= 8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198
b!bg sd 8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199
-Aojk8tc 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
No`*-> R 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
h'?v(k! 8.3.5 透射带内波纹的压缩 208
<@P. 'rE 8.3.6 截止带的展宽 210
@)U;hk)j; 8.3.7 透射带的展宽和压缩 212
#k?. dWZ! 8.4 金属介质膜截止滤光片 218
.f"1(J8 8.5 热反射镜、冷反射镜和
太阳能电池覆盖膜 218
IqiU 习题 221
/l_u $" 参考文献 221
hQ'W7EF 第9章 带阻滤光片 223
Ho =vdB 9.1 带阻滤光片的特性描述 223
m'QG{f 9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223
YxrMr9>l1 9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224
NfnPXsad 9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224
*V 4%&&{ 9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227
D|ra ;d 9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230
4EmdQn 9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231
z%#-2&i 9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232
g9fYt& 9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233
T<"Bb[kH 9.4.2 正弦周期折射率带阻滤光片设计的傅里叶变换方法 234
at4JLbk 习题 241
< Sgc6>) 参考文献 241
8d_J9Ho 第10章 分光镜 243
OF03]2j7<| 10.1 中性分光镜 243
Yxbg _RQm 10.1.1 金属膜中性分光 244
|L`U2.hb 10.1.2 介质膜中性分光 245
mP Hto-=fB 10.1.3 金属介质膜中性分光 247
?|98Y"w 10.2 双色分光镜 249
6aOyI;Ux 10.3 偏振分光 254
/
g{8 10.3.1 偏振特性的描述 254
,n[<[tkCR 10.3.2 平板偏振分光镜 255
DP0@x+`k 10.3.3 棱镜偏振分光 258
1DcX$b 10.3.4 宽角宽带偏振分光 259
heL`"Y2'y> 10.4 消偏振分光 262
`a83bF35 10.4.1 偏振分离的描述 263
^2);*X> 10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267
@6|<c 10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271
v0VQ4> 10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273
Rk7F;2 10.5 分光中的消色差问题 280
U[02$gd0l 习题 281
~TsRUT 参考文献 282
{kw%7}! 第二篇 薄膜扶术基础
!y B4;f$ 第11章 薄膜制备技术 283
/,\U*'- 11.1 真空技术简介 283
tjt^R$[ @ 11.1.1 真空的基本知识 283
Kei0>hBi 11.1.2 真空的获得 284
[^s;Ggi9 11.1.3 真空的测量 286
+<.o,3 11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289
]WY V 11.2.1 蒸镀法 289
$y&W: 11.2.2 溅射法 300
LWm1j:0 11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306
<g%A2lI 11.3.1 化学气相沉积的原理 307
=Y81h- 11.3.2 常压化学气相沉积 308
/ Ws>;0 11.3.3 低压化学气相沉积 308
:\JCxS=EW 11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309
9I]Bt=2z 11.3.5 光化学气相沉积 310
a#"orc j 11.3.6 金属有机化学气相沉积 311
icIn>i<m 11.3.7 原子层沉积 312
|=*)a2 11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313
KILX?Pt[7 11.4.1 化学镀 313
f)j*P<V 11.4.2 阳极氧化法 314
%~PcJhz 11.4.3 溶胶一凝胶法 314
>5#}/G& 11.4.4 电镀 315
~abyjM 11.4.5 LB 膜制备技术 315
:CW^$Zvq 11.5 光刻蚀 316
VC/-5'_6 11.5.1 光刻工艺 316
[#mkTY 11.5.2 光刻胶 317
^h$*7u"^y 11.5.3 掩模 318
+/Y2\s 11.5.4 曝光 318
tp}/>gU! 11.5.5 刻蚀方法 318
@,GL&$Y:W 11.5.6 无掩模刻蚀 321
h{iuk3G`h6 11.5.7 刻蚀图形及折射率 323
d\nXK#)Q 习题 323
-f&vH_eK 参考文献 324
'mbLK#q 第12章 光学薄膜检测技术 326
/0H}-i 12.1 光谱分析技术基础 326
s$isDG#Sr 12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326
^n0;Q$\ 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
On}1&!{1] 12.2 薄膜透射率和反射率测量 333
Ao8ua|: 12.2.1 透射率测量 333
>fzyD(> 12.2.2 反射率测量 334
c>K]$;} 12.3 薄膜吸收和散射测量 338
l;0([_>*j 12.3.1 吸收测量 338
$uDgBZA\ 12.3.2 散射测量 342
X':FFD4h 12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344
Z::I3 Q 12.4 光学薄膜常数测量 347
eZAMV/]jH 12.4.1 光度法 348
,\iHgsZ 12.4.2 全反射衰减法 354
TLVsTM8P 12.4.3 椭圆偏振法 357
QF/_?Tm4 12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358
(g@\QdH`| 12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359
k\.9iI'6 12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360
3?a`@C&x 12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362
BYX c
'K 12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366
fV|uKs(W 12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368
x)Bbo9J 12.6.1 薄膜微结构 368
0>Snps3*Z 12.6.2 薄膜微结构检测 371
> v%.q]E6n 12.6.3 雕塑薄膜 372
kEnGr6e 12.6.4 薄膜化学成分检测 373
dEtjcId 12.7 薄膜非光学特性测量 375
H?];8wq$G r[i^tIv6As