《
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。
fRS)YE@a: Vv8e"S |gxT-ZM 目录
@)owj^sA 第一篇 薄膜元学基本理抢
K; ,2ag 第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1
uQIa"u7 1.1 麦克斯韦方程 1
(,z0V+! 1.2 平面电磁波 6
y9kydu# q 1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6
Yx>y(Whu. 1.2.2 理想介质中的平面波解 7
ZJlmHlAX 1.2.3 吸收介质中的平面波解 8
@F%H 1 1.3 平均电磁能流密度光强 9
tXDO@YH3S 1.4 电磁波谱、
光谱 10
yqi=9NB 习题 12
2Z!%Q}Do 参考文献 12
J{<,V\t) 第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14
mltG4R
? 2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14
Z#0hh%E"|y 2.1.1 S波反射与透射 14
(\S/ 2.1.2 P波反射与透射 16
;j|T#-. 2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18
?nN3K 2.2.1 S 波反射与透射 18
A2.[P== 2.2.2 P 波反射与透射 20
x =7hOI5u 2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21
-b'93_ZTu: 2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21
gBBS}HF 2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24
j5QS/3 2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30
6P@3UQ)}s 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
Ry2rQM` 2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31
t_%6,?S6 2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36
QbA+\ 2.5.1 全反射与倏逝波 36
$n>|9(K8 2.5.2 全透射 37
vl+vzAd 2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38
*ElR 2.6 反射率和透射率 39
YbjeM6#E 2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40
"9mJ$us 2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41
:j2G0vHIl( 2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43
=gL~E9\ 习题 44
=I.
b2e1z 参考文献 44
:wtr{,9rZ 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
'oNY4.[ 3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45
jF4h/((|EU 3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47
$$QbcnOf$ 3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53
PgZeDUPP 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
=73""ry 3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55
9*wS}A&Jh 3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61
rWk4)+Tk 3.4.1 一阶近似 62
-OY[x|0 3.4.2 二阶近似 63
E5@U~|V[ 3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64
eF)vx{s 3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64
tS!|#h-J 3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66
m<]b]FQ 3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70
s+m,ASj 3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72
[;O 6)W 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
GR&T
Z 3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75
G+Vlaa/7 习题 79
GMD>Ih.k:9 参考文献 79
zyey5Z:7 第4章 膜系设计图示法 81
D4jf%7X!Lu 4.1 矢量法 81
NY]`1yy 4.2 导纳图解法 87
T^'NC8v 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
zQsu~8PX 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*)o<% 4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92
CH
h]v.V 4.3 金属膜导纳圆图 97
+Fu=9j/,j 4.4 膜系层间电场分布 99
L\p@1N?K 习题 100
e>"/Uii 参考文献 101
4E&=qC]S 第二篇 光学等膜分类反应用
5|zISK%zHS 第5章 增透膜 102
zD8q(]: A 5.1 表面反射对
光学系统性能的影响 102
I^'U_"vB 5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104
%DJxUuh 5.3 透射滤光片组合透射率 106
N"d*pi#h 5.4 均匀介质增透膜 107
`a.1Af;L 5.4.1 单层均匀介质增透膜 107
XsE] Z4 5.4.2 多层均匀介质增透膜 108
gm;6v30e 5.5 非均匀介质增透膜 113
B5%N@g$`j 5.6 入射角变化对透射率的影响 115
DFvLCGkDk 5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117
WgBV,{C 习题 118
e[D'0L 参考文献 118
O/;$0`~hY 第6章 高反射膜 120
y~jKytq^@ 6.1 反射镜组合的反射率 120
9p,<<5{ 6.2 周期多层膜系的反射率 121
DkO>?n:-C 6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121
0>jo+b\D$ 6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122
cB5|%@$I 6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123
\qPgQsy4 6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126
G~Oj}rn 6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128
imE5$; 6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129
T""y)% 6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131
|
?Js)i 6.8 金属反射镜 134
^s'ozCk 0 6.8.1 常用金属反射镜 134
-:txmMT 6.8.2 金属一介质反射镜 136
zw=as9z1- 6.9 影响反射特性的因素 137
%dXf C! 6.10 高反射镜应用实例 143
,nMc.
G3 6.10.1
激光高反射镜 143
Dim,HPx]d 6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144
eZ~^Z8F[6 6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145
>j]*=&,7 习题 146
,"/<N*vh 参考文献 146
h[c
HCVM: 第7章 带通滤光片 149
; *G[3kk 7.1 带通滤光片的特性描述 149
kTQ`$V(>& 7.2 带通滤光片的基本构型一一法布里一咱罗干涉仪及其变形 150
,nO:Pxn| 7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151
wzAp`Zs2Dm 7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151
]1] 7.3.2 膜系透射定理 153
E.Hw|y0_(| 7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155
HaeF`gI^Ee 7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156
3mWd?!+m= 7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164
A{hwT,zV: 7.4 窄带和中等带宽滤光片 164
xBGSj[1`i 7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164
SZ}t_w ` 7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172
E&k{ubcT 7.4.3 诱导带通滤光片 174
>iP>v`J 7.5 超窄带带通滤光片 183
l'N>9~f 7.6 宽带带通滤光片 185
BaIh,iu 7.7 带通滤光片的角特性 186
z41
p$ 7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190
Kb%j;y 7.9 多通道窄带带通滤光片 192
:xd&V%u` 习题 193
"42u0rH0J 参考文献 193
Jrlc%,pZ 第8章 截止滤光片 196
Py 8o8* H 8.1 截止滤光片的特性描述 196
di6A.N5A 8.2 吸收型截止滤光片 197
Z2B59,I 8.3 干涉型截止滤光片 198
(mHFyEG 8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198
2vKnxK+ 5 8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199
T8YqCT"EA< 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
AX8;x1t^. 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
7<{Zq8) 8.3.5 透射带内波纹的压缩 208
0-Xpq,0 8.3.6 截止带的展宽 210
WPyd ^Y< 8.3.7 透射带的展宽和压缩 212
hB<.u 8.4 金属介质膜截止滤光片 218
?7:"D e 8.5 热反射镜、冷反射镜和
太阳能电池覆盖膜 218
Zl"h-~31 习题 221
9&}qie, 参考文献 221
xtU)3I=F% 第9章 带阻滤光片 223
b]6;:Q!d 9.1 带阻滤光片的特性描述 223
{U=za1Ga 9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223
?"AcK"v 9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224
D8W:mAGEu 9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224
4BuS?
#_ 9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227
xPqpNs-, 9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230
`(.ue8T 9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231
s@o"V >t 9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232
zE.4e&m%Z? 9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233
%{/0K<M 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
/eR @&!D ' 习题 241
5n.4>yOY 参考文献 241
)+w0NhJw 第10章 分光镜 243
/H^bDUC :r 10.1 中性分光镜 243
=KT7ZSTV 10.1.1 金属膜中性分光 244
I?-9%4 8iM 10.1.2 介质膜中性分光 245
wlKpHd* 10.1.3 金属介质膜中性分光 247
w_eu@R:u@ 10.2 双色分光镜 249
#f/-i u=L 10.3 偏振分光 254
wb 4 4 10.3.1 偏振特性的描述 254
_F^|n}Qbj 10.3.2 平板偏振分光镜 255
$K<jmEC@< 10.3.3 棱镜偏振分光 258
sut j
G`m 10.3.4 宽角宽带偏振分光 259
UDyvTfh1X 10.4 消偏振分光 262
}9P)<[> 10.4.1 偏振分离的描述 263
n2,b~S\e 10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267
XrSqUD 10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271
1t!Mg{&e[x 10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273
xNxIqq<k 10.5 分光中的消色差问题 280
*JO"8iLw 习题 281
{yVi/*;f^ 参考文献 282
nEOhN 第二篇 薄膜扶术基础
&;9<a^td 第11章 薄膜制备技术 283
g;]2'Rj 11.1 真空技术简介 283
.(9IAAwKn 11.1.1 真空的基本知识 283
[Z
Ea3/ 11.1.2 真空的获得 284
>YoK?e6 11.1.3 真空的测量 286
H3OH 11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289
$BH0W{S 11.2.1 蒸镀法 289
@292;qi 11.2.2 溅射法 300
6t]oSxN 11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306
"
I`YJEv 11.3.1 化学气相沉积的原理 307
z=)5M*h 11.3.2 常压化学气相沉积 308
Q1eiU Y6 11.3.3 低压化学气相沉积 308
|Z 3POD"9 11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309
6xz&Qi7w 11.3.5 光化学气相沉积 310
l`$f@'k 11.3.6 金属有机化学气相沉积 311
Pn 7oQA\ 11.3.7 原子层沉积 312
qLYv=h$, 11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313
`q_7rrkO 11.4.1 化学镀 313
Mm.!$uR 11.4.2 阳极氧化法 314
mH?^3T 11.4.3 溶胶一凝胶法 314
r="X\ [on 11.4.4 电镀 315
Vp5qul% 11.4.5 LB 膜制备技术 315
JI\u -+BE 11.5 光刻蚀 316
NJl|/(]v 11.5.1 光刻工艺 316
]s,T`
(& 11.5.2 光刻胶 317
9MM4 C 11.5.3 掩模 318
6dq U4 11.5.4 曝光 318
<Bu*: O 11.5.5 刻蚀方法 318
miN(a; Q2P 11.5.6 无掩模刻蚀 321
N;[w`d'# 11.5.7 刻蚀图形及折射率 323
3'&]v6| 习题 323
uF(-h~ 参考文献 324
l^0
<a<P 第12章 光学薄膜检测技术 326
]Dx?HBM"DC 12.1 光谱分析技术基础 326
7CG_UB 12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326
O Zt 'ovY 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
3U:0 ,-j" 12.2 薄膜透射率和反射率测量 333
R!$j_H 12.2.1 透射率测量 333
NpRC3^ 12.2.2 反射率测量 334
3*arW|Xm 12.3 薄膜吸收和散射测量 338
U}Hmzb 12.3.1 吸收测量 338
Q_uv.\*z_ 12.3.2 散射测量 342
89 (k<m 12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344
]Uxx_1$, 12.4 光学薄膜常数测量 347
$k!@e M/R 12.4.1 光度法 348
S%%>&^5 12.4.2 全反射衰减法 354
;UPw;' 12.4.3 椭圆偏振法 357
i1G}mYz_ 12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358
oN _%oc 12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359
NU
6P 12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360
PiH#9XB 12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362
3rR(>}:[V 12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366
*4(.=k 12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368
=~HX/]zF 12.6.1 薄膜微结构 368
VJ1`& 12.6.2 薄膜微结构检测 371
hR{Fn L 12.6.3 雕塑薄膜 372
LQ{4r1,u] 12.6.4 薄膜化学成分检测 373
}l[t0C
t 12.7 薄膜非光学特性测量 375
g" M1HxlV a<\m`
Es=