《
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。
PY4RwN hnQDm$k 4@K9% 目录
P%#EH2J 第一篇 薄膜元学基本理抢
"Ih>>|r 第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1
K+0&~XU 1.1 麦克斯韦方程 1
$[L8UUHY<8 1.2 平面电磁波 6
hmA$gR_ 1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6
?e`4
sf_~ 1.2.2 理想介质中的平面波解 7
)yV|vn 1.2.3 吸收介质中的平面波解 8
%:v59:i} 1.3 平均电磁能流密度光强 9
hPCt- 1.4 电磁波谱、
光谱 10
|Ef\B]Ns 习题 12
}!5x1F! 参考文献 12
6@7K\${ 第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14
I9! eL4e 2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14
jRswGMx 2.1.1 S波反射与透射 14
r'kUU]j9 2.1.2 P波反射与透射 16
E%eTjvvxus 2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18
tQSj[Yl 2.2.1 S 波反射与透射 18
.6,+q2tyk, 2.2.2 P 波反射与透射 20
IL:d`Kbqf 2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21
thoAEG80 2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21
[-Zp[ 2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24
Di[}y; 2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30
Qz T>h 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
9,?\hBEu 2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31
dmq<vVxC 2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36
]=s!cfu 2.5.1 全反射与倏逝波 36
/5:f[-\s 2.5.2 全透射 37
xvZNshkpAX 2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38
Cm~h\+" 2.6 反射率和透射率 39
4H7
3a5f 2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40
g/)$-Z)Nu 2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41
49)A.Bh&! 2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43
|
HkLl^ 习题 44
<b-BJ2],k 参考文献 44
~s}0z&v^te 第3章 平面光波在平界面层状介质薄膜中的反射与透射 45
5ryzAB O\2 3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45
i\P?Y(-{ 3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47
Fq{Z-yVp 3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53
[x{S ,?6 3.3.1 平面分界面多层均匀介质薄膜反射系数和透射系数计算的矩阵方法 53
sU
{' 3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55
f@ &?K< 3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61
x.V6C0|6" 3.4.1 一阶近似 62
Bg^k~NX% 3.4.2 二阶近似 63
vepZod}D 3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64
b.qp&2 A 3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64
Qg)=4(<Hr 3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66
4T*RJ3Fz! 3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70
RwH<JaL: 3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72
b&LfL$
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
o8 A]vaa 3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75
-qki^!Y? 习题 79
8>:kv:MId 参考文献 79
-rU~ 第4章 膜系设计图示法 81
N=qe*Rlf 4.1 矢量法 81
xS~OAcxg 4.2 导纳图解法 87
G;:D6\ 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
X(D$eV 4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89
/Q7cQ2[EU 4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92
"J0,SFu: 4.3 金属膜导纳圆图 97
6E9y[ %+ 4.4 膜系层间电场分布 99
GCxtW FXH 习题 100
IAr 参考文献 101
.s4hFB^n 第二篇 光学等膜分类反应用
| v?
pS 第5章 增透膜 102
P!?Je/Tz] 5.1 表面反射对
光学系统性能的影响 102
&G5=?ub 5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104
p_!;N^y. 5.3 透射滤光片组合透射率 106
Qm|Q0u 5.4 均匀介质增透膜 107
0>
pOP 5.4.1 单层均匀介质增透膜 107
^!]Hm&.a 5.4.2 多层均匀介质增透膜 108
[OI&_WIw 5.5 非均匀介质增透膜 113
2.I'`A 5.6 入射角变化对透射率的影响 115
Wsn}Y-x 5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117
s*R\!L 习题 118
j@0/\:1(U 参考文献 118
zu<8% 第6章 高反射膜 120
&9CKI/K: 6.1 反射镜组合的反射率 120
v1hrRf2< 6.2 周期多层膜系的反射率 121
ALw5M'6q0\ 6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121
oE+s8Q 6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122
:@PM+ [B|Q 6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123
sPCp20x:y8 6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126
Gt&x< 6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128
CIt>D'/YT 6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129
LGN,8v<W( 6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131
mU1lEx$ 6.8 金属反射镜 134
6qA48:/F= 6.8.1 常用金属反射镜 134
M\wIpRD, 6.8.2 金属一介质反射镜 136
a:jRQ-F) 6.9 影响反射特性的因素 137
J@ x%TA 6.10 高反射镜应用实例 143
z/*nY? 6.10.1
激光高反射镜 143
^7`"wj14 6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144
(7RxCo=X 6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145
w=I'
CMRt 习题 146
~L!*p0dS^ 参考文献 146
} d /5_X 第7章 带通滤光片 149
6KiI3%y?0 7.1 带通滤光片的特性描述 149
@Taj++ua 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
7<Fp3N 3 7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151
(~/VP3.S 7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151
o5 6_t{< 7.3.2 膜系透射定理 153
e";r_J3w 7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155
z`-?5-a]I 7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156
@%L4^ms 7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164
.I{b]6 7.4 窄带和中等带宽滤光片 164
<dx
xXzLT 7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164
OL]^4m 7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172
$AAv%v 7.4.3 诱导带通滤光片 174
MnvFmYgxA 7.5 超窄带带通滤光片 183
3 Oy-\09 7.6 宽带带通滤光片 185
(yFR;5Fo 7.7 带通滤光片的角特性 186
qkC+9Sk 7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190
-bHQy: 7.9 多通道窄带带通滤光片 192
CW k#Amt. 习题 193
~U&,hFSPY 参考文献 193
UhCE.#
U 第8章 截止滤光片 196
RQI? \?o 8.1 截止滤光片的特性描述 196
H{'<v|I 8.2 吸收型截止滤光片 197
P F!S 8.3 干涉型截止滤光片 198
f[3DKA 8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198
~YHy'. 8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199
k LVf}J~? 8.3.3 [(0.5H)L(0.5H)]和[ (0.5L) H(0.5L)]类型对称膜系的光学等效导纳和等效相位 201
PF@+~FI 8.3.4 [(0.5H)L(0.5H)Jm 和[(0.5L) H(0.5L)]m类型周期对称膜系的透射率 203
(#* 7LdZ 8.3.5 透射带内波纹的压缩 208
W=M`Bkw{ 8.3.6 截止带的展宽 210
&LE,.Q34 8.3.7 透射带的展宽和压缩 212
)/H=m7}1h 8.4 金属介质膜截止滤光片 218
W)jO 4,eO 8.5 热反射镜、冷反射镜和
太阳能电池覆盖膜 218
c0]^V>}cl 习题 221
U0'> (FP~2 参考文献 221
9l2,:EQ* 第9章 带阻滤光片 223
e&f9/rfx 9.1 带阻滤光片的特性描述 223
3jPua)=p 9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223
J#B%
#X 9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224
<=8REA? 9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224
Zrp`91&I 9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227
zyTP|SXk 9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230
vCT5do"C& 9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231
R6~x! 9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232
!%x8!;za 9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233
e2Sm.H ' 9.4.2 正弦周期折射率带阻滤光片设计的傅里叶变换方法 234
zVe@`gc 习题 241
zCKZv|j6 参考文献 241
z]ZhvH7- 第10章 分光镜 243
([zt}uf 10.1 中性分光镜 243
pv&:N,p 10.1.1 金属膜中性分光 244
}^WQNdws56 10.1.2 介质膜中性分光 245
`HvU_ja; 10.1.3 金属介质膜中性分光 247
KE:PRX 10.2 双色分光镜 249
* ]~ug%a 10.3 偏振分光 254
egboLqn 10.3.1 偏振特性的描述 254
Eq^k @ 10.3.2 平板偏振分光镜 255
X-9>;Mb~y 10.3.3 棱镜偏振分光 258
n'=-bj` 10.3.4 宽角宽带偏振分光 259
1"3|6&= 10.4 消偏振分光 262
Zws[}G"7h 10.4.1 偏振分离的描述 263
?-0k3 10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267
<jF]SN 10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271
^D\1F$AjC 10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273
#+HLb 10.5 分光中的消色差问题 280
xRYL{+ 习题 281
4k_&Q?1 参考文献 282
sfi.zuG 第二篇 薄膜扶术基础
8*3o9$Pj 第11章 薄膜制备技术 283
Qk<W(
11.1 真空技术简介 283
| 2BIAm] 11.1.1 真空的基本知识 283
PHl{pE* 11.1.2 真空的获得 284
c4ptY5R), 11.1.3 真空的测量 286
.MkHB0
2N 11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289
^pZ1uN!b 11.2.1 蒸镀法 289
!/+ZKx("9 11.2.2 溅射法 300
n"8vlNeW 11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306
1o)@{x/pd 11.3.1 化学气相沉积的原理 307
/PG+ s6 11.3.2 常压化学气相沉积 308
\"B?'Ep; 11.3.3 低压化学气相沉积 308
LnIln[g: 11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309
8A}w}h 11.3.5 光化学气相沉积 310
q65KxOf` 11.3.6 金属有机化学气相沉积 311
6s\niro2 11.3.7 原子层沉积 312
4s nL(( 11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313
r2}u\U4> 11.4.1 化学镀 313
=gS?atbX 11.4.2 阳极氧化法 314
Ig75bZz 11.4.3 溶胶一凝胶法 314
gRv5l3k 11.4.4 电镀 315
R06L4,/b 11.4.5 LB 膜制备技术 315
5ckL=q"+/ 11.5 光刻蚀 316
CY#|VE M 11.5.1 光刻工艺 316
bVmHUcR0 11.5.2 光刻胶 317
"a))TV%N 11.5.3 掩模 318
cHOtMPyQ 11.5.4 曝光 318
<+ UEM~) 11.5.5 刻蚀方法 318
GL$!JKWp 11.5.6 无掩模刻蚀 321
j78WPG 11.5.7 刻蚀图形及折射率 323
A^:[+PJHN 习题 323
"*W: 参考文献 324
DhY.5 第12章 光学薄膜检测技术 326
H"czF 12.1 光谱分析技术基础 326
u~n*P``{ 12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326
W1'F)5(?7 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
a5=8zO#%g 12.2 薄膜透射率和反射率测量 333
<WFA3 12.2.1 透射率测量 333
0+MNu8t 12.2.2 反射率测量 334
k#Qav1_ 12.3 薄膜吸收和散射测量 338
>QO^h<.> 12.3.1 吸收测量 338
$U%M]_ 12.3.2 散射测量 342
}U3+xl6g 12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344
C(zgBk 12.4 光学薄膜常数测量 347
}a?PBo` 12.4.1 光度法 348
C'&)""3d 12.4.2 全反射衰减法 354
ly"Jl8/< 12.4.3 椭圆偏振法 357
aX`"V/ 12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358
^hq+
L^$^ 12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359
"%fh`4y3\ 12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360
"1O!Ck_n 12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362
abiZ"?( 12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366
&_Kb;UVRj 12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368
V/|).YG2 12.6.1 薄膜微结构 368
n^aSio6 12.6.2 薄膜微结构检测 371
z~&uLu 12.6.3 雕塑薄膜 372
yUV0{A-q{0 12.6.4 薄膜化学成分检测 373
^mxOQc ! 12.7 薄膜非光学特性测量 375
Zjqa n <T]%Gg8