《
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。
VC X^D)[- @q"HZO[ >/+R~ n 目录
isU4D 第一篇 薄膜元学基本理抢
NHQi_U 第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1
ez14f$cJ+ 1.1 麦克斯韦方程 1
85_Qb2<'r 1.2 平面电磁波 6
dT7!+)s5- 1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6
[.'9Sw 1.2.2 理想介质中的平面波解 7
rlQ=rNrG&E 1.2.3 吸收介质中的平面波解 8
KA? J: 1.3 平均电磁能流密度光强 9
uqv S 1.4 电磁波谱、
光谱 10
*t300`x 习题 12
\IP
9EF A 参考文献 12
kfgkZ"9 第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14
9/JBn 2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14
?k^~qlye 2.1.1 S波反射与透射 14
_>E=.$ 2.1.2 P波反射与透射 16
JqV}>"WMV 2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18
]P>c{ 2.2.1 S 波反射与透射 18
/RI"a^&9A 2.2.2 P 波反射与透射 20
hrW2#v 2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21
@xeJ$
rlu 2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21
]oLyvG 2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24
.Vrl: 2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30
# TZ` 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
* .g[vCy 2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31
<DN7 2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36
3<>DDY2bl 2.5.1 全反射与倏逝波 36
.q<5OE(f 2.5.2 全透射 37
yRR[M@Y 2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38
p$}/~5b}4 2.6 反射率和透射率 39
t=fr`|! 2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40
_%u t# 2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41
"hnvND4= 2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43
n.XgGT=L 习题 44
=~TPrO^ 参考文献 44
1<Vke$ 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
XXA.wPD- 3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45
*!9=? 3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47
W~FU!C?] 3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53
ft1V1 c 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
bwI"V&* 3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55
8@/MrEOW# 3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61
(>uA(#Z 3.4.1 一阶近似 62
$Lz!04 3.4.2 二阶近似 63
mD%IHzbn
H 3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64
eV"s5X[$ 3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64
Y+h
?HS 3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66
P$.$M}rMv 3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70
*D67&/g. 3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72
n~ZZX={a 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
Z7I\\M 3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75
bg5i+a,? 习题 79
tn;{r 参考文献 79
Zb&"W]HSf 第4章 膜系设计图示法 81
kGAB' 4.1 矢量法 81
P(!%Pp 4.2 导纳图解法 87
ipE|)Ns 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
xDNXI01o 4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89
Qq%~e41ec 4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92
CwD=nT5` 4.3 金属膜导纳圆图 97
_WZ{ i, 4.4 膜系层间电场分布 99
PQUJUs 习题 100
9&{z?* 参考文献 101
'e_e*.z3 第二篇 光学等膜分类反应用
J%lrXm(l{ 第5章 增透膜 102
RL[F 9g 5.1 表面反射对
光学系统性能的影响 102
~14|y|\/ 5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104
y&/bp<Z 5.3 透射滤光片组合透射率 106
<zm:J4&>T 5.4 均匀介质增透膜 107
qHvU4v 5.4.1 单层均匀介质增透膜 107
WD1>{TSn 5.4.2 多层均匀介质增透膜 108
!<out4Mz" 5.5 非均匀介质增透膜 113
?*.:*A 5.6 入射角变化对透射率的影响 115
NkoyEa/^[ 5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117
ilyF1=bp 习题 118
JXHf$k 参考文献 118
jrpki<D 第6章 高反射膜 120
4C )sjk?m 6.1 反射镜组合的反射率 120
8@b`a]lgrd 6.2 周期多层膜系的反射率 121
hiv {A9a? 6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121
iRx `Nx<@ 6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122
eJ6 #x$I, 6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123
xUNq!({T 6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126
{|@}xrB 6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128
N 'n0I^Y1A 6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129
x4h.WDT$ 6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131
9{e/ V) 6.8 金属反射镜 134
K{, '%| 6.8.1 常用金属反射镜 134
/ZM
xVh0 6.8.2 金属一介质反射镜 136
?XeaoD/ 6.9 影响反射特性的因素 137
* U}-Y* 6.10 高反射镜应用实例 143
)~gIJW 6.10.1
激光高反射镜 143
KyQTrl.qdl 6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144
B`||4* 6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145
L)4~:f)B 习题 146
e*}:tH 参考文献 146
N|%r5% 第7章 带通滤光片 149
^cE {Uv 7.1 带通滤光片的特性描述 149
6=qC/1,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
fP6\Ur 7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151
O hRf&5u$ 7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151
"ZPgl 8 7.3.2 膜系透射定理 153
!X||ds 7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155
'nq~1 >i 7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156
y^[t3XA6Q 7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164
IG7,-3 7.4 窄带和中等带宽滤光片 164
vxug>2 7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164
-ssmj8:Q\| 7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172
mkfDDl2 GP 7.4.3 诱导带通滤光片 174
J{\(Y#|rHs 7.5 超窄带带通滤光片 183
vexF|'!}0# 7.6 宽带带通滤光片 185
A,xPA 7.7 带通滤光片的角特性 186
jE=m4_Ntn 7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190
;nJ2i?" 7.9 多通道窄带带通滤光片 192
^)GaVL^"5 习题 193
Z9MR"!0 参考文献 193
]Yf^O @<<> 第8章 截止滤光片 196
`(gQw~|z 8.1 截止滤光片的特性描述 196
`'*4B_. 8.2 吸收型截止滤光片 197
ExN$J 8.3 干涉型截止滤光片 198
ZJ~0o2xZ' 8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198
rqnxR q 8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199
V;^N:I\js 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
Zy.A9Bh~ 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
)_OGt [_H 8.3.5 透射带内波纹的压缩 208
"5z@A/Z/ 8.3.6 截止带的展宽 210
N=7iQ@{1 8.3.7 透射带的展宽和压缩 212
$06('Hg& 8.4 金属介质膜截止滤光片 218
=HJ7tele 8.5 热反射镜、冷反射镜和
太阳能电池覆盖膜 218
K:kb&W 习题 221
@'5*jXd 参考文献 221
^Sj;~ 第9章 带阻滤光片 223
O*bzp-6\ 9.1 带阻滤光片的特性描述 223
Ke3~o"IQ 9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223
~wF3$H.@; 9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224
D(TG)X? 9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224
FCOa|IKsN 9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227
HG< z,gE
2 9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230
v=+3AW-|v 9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231
/hmDePo} 9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232
bfEH>pQ># 9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233
tN_=&|{WE4 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
AAW] Y#UwW 习题 241
e@;'# t 参考文献 241
+ !"YC 第10章 分光镜 243
~c]
q:pU2 10.1 中性分光镜 243
!`4ie 10.1.1 金属膜中性分光 244
2VUN 10.1.2 介质膜中性分光 245
8SLE*c^8 10.1.3 金属介质膜中性分光 247
)f8 ;ze 10.2 双色分光镜 249
N$v_z>6Z 10.3 偏振分光 254
2{Dnfl'k 10.3.1 偏振特性的描述 254
BOR$R}q 10.3.2 平板偏振分光镜 255
;DhAw 1 10.3.3 棱镜偏振分光 258
B0Ay 10.3.4 宽角宽带偏振分光 259
fAz4>_4 10.4 消偏振分光 262
E.sZjo1 10.4.1 偏振分离的描述 263
cH$(*k9%M 10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267
#H<}xC2 10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271
J]zhwM 10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273
e=p_qhBt 10.5 分光中的消色差问题 280
t Zm`(2S 习题 281
zDEgC 参考文献 282
EkRx/ 第二篇 薄膜扶术基础
K7.ayM 0 第11章 薄膜制备技术 283
%Tu(>vnuj 11.1 真空技术简介 283
{O).! 11.1.1 真空的基本知识 283
EYZ&%.Sy5 11.1.2 真空的获得 284
GVu[X?q@| 11.1.3 真空的测量 286
c`hENPhW 11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289
^c/3!"wK
11.2.1 蒸镀法 289
v _:KqdmO] 11.2.2 溅射法 300
#G?#ot2o 11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306
=Ti@Y 11.3.1 化学气相沉积的原理 307
iPY)Ew`Im 11.3.2 常压化学气相沉积 308
KHx;r@{< 11.3.3 低压化学气相沉积 308
v@ qDR|?^ 11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309
{QmK4(k?|c 11.3.5 光化学气相沉积 310
nUVk;0at 11.3.6 金属有机化学气相沉积 311
n%RaEL 11.3.7 原子层沉积 312
2~7*jA+Ab 11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313
pDJN}XtjT 11.4.1 化学镀 313
;@Z1y 11.4.2 阳极氧化法 314
@Q{:m)\ 11.4.3 溶胶一凝胶法 314
m8x?`Gw~jw 11.4.4 电镀 315
Nu3IYS5& 11.4.5 LB 膜制备技术 315
[{#TN 11.5 光刻蚀 316
0%;| B 11.5.1 光刻工艺 316
*?C8,;=2r 11.5.2 光刻胶 317
.@EzHe ^W 11.5.3 掩模 318
|+JO]J#bc 11.5.4 曝光 318
J7oj@Or9 11.5.5 刻蚀方法 318
]B8iQr-! 11.5.6 无掩模刻蚀 321
}.U(Gxu$ 11.5.7 刻蚀图形及折射率 323
n9 FA`e 习题 323
^_V0irv 参考文献 324
WBJn1 第12章 光学薄膜检测技术 326
?/5<}W#7} 12.1 光谱分析技术基础 326
I![/bwObG 12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326
^jdtp 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
sa/9r9hc+ 12.2 薄膜透射率和反射率测量 333
]9'F<T= $_ 12.2.1 透射率测量 333
9!_LsQ\) 12.2.2 反射率测量 334
lx0BKD?n 12.3 薄膜吸收和散射测量 338
",[ /pb 12.3.1 吸收测量 338
#lSGH 5Fp? 12.3.2 散射测量 342
]5:[6;wS 12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344
7h!nt=8Y 12.4 光学薄膜常数测量 347
lX/7 12.4.1 光度法 348
59:kL<;S- 12.4.2 全反射衰减法 354
7@y}J5, 12.4.3 椭圆偏振法 357
Xt:j~cVA 12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358
C~K/yLCAi 12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359
)ezkp%I5D 12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360
sAs`O@ 12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362
Au/'|%2#( 12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366
-iW>T5f 12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368
fpjFO&ML 12.6.1 薄膜微结构 368
8'fF{C 12.6.2 薄膜微结构检测 371
J|o<;9dg1 12.6.3 雕塑薄膜 372
OI:=>Bk 12.6.4 薄膜化学成分检测 373
;0$qT$, 12.7 薄膜非光学特性测量 375
1|G5 W: qPUACuF'