《
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。
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"p S F:>dneB 目录
,"6Bw|s 第一篇 薄膜元学基本理抢
HL8onNq 第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1
!U6q;'
)- 1.1 麦克斯韦方程 1
CGyw '0S 1.2 平面电磁波 6
Sj=x.Tr\ 1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6
Nuc;Y 1.2.2 理想介质中的平面波解 7
CjFnE 1.2.3 吸收介质中的平面波解 8
pCacm@(hG 1.3 平均电磁能流密度光强 9
D*T*of G 1.4 电磁波谱、
光谱 10
3?%?J^/a 习题 12
uU$YN- 参考文献 12
{J&[JA\ 第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14
-BV8,1 2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14
0H9UM*O 2.1.1 S波反射与透射 14
T`ofj7$: 2.1.2 P波反射与透射 16
r`dQ<U, 2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18
k -V3l 2.2.1 S 波反射与透射 18
a:v5(@8 2.2.2 P 波反射与透射 20
2}\/_Y6 2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21
8]@$7hy8 2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21
3Q0g4#eP 2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24
5>Kk>[|. 2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30
5%r:hO @S 2.4.1 平面对称各向异性介质中麦克斯韦方程的分量形式 31
u~pBMg
, 2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31
"26=@Q^Y 2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36
Mg"e$m 2.5.1 全反射与倏逝波 36
}xa~U,#5 2.5.2 全透射 37
=)c^ik%F& 2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38
twWzS
4; 2.6 反射率和透射率 39
i! <1&{ 2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40
R:+cumHr
2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41
I4"(4u@P 2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43
|KMwK
png 习题 44
[r#m +R"N 参考文献 44
7g7[a/Bts 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
uh<e-;vU 3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45
|tr^
`Z 3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47
v\Y8+dD 3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53
saa3BuV 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
PDgd'y 3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55
M\_IQj 3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61
'< .gKo 3.4.1 一阶近似 62
-HU4Ow 3.4.2 二阶近似 63
Ee3-oHa 3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64
x
DiGN Jc 3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64
le|Rhs%Z% 3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66
g\2/Ia+/@ 3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70
e"(SlR 3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72
B&+)s5hh 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
%,UTFuM` 3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75
|!q,J 习题 79
]r\FC\n6e 参考文献 79
R>D [I. 第4章 膜系设计图示法 81
9;7|MPbR 4.1 矢量法 81
i5 0c N<o 4.2 导纳图解法 87
l`<1Y| 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
"wR1=&gk 4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89
QOR92}yC 4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92
(fun,(R6" 4.3 金属膜导纳圆图 97
Qv
WvS9] 4.4 膜系层间电场分布 99
j Gp&P 习题 100
]iYO}JuX 参考文献 101
QJy1j~9x 第二篇 光学等膜分类反应用
Al1}Ir 第5章 增透膜 102
3}}8ukq 5.1 表面反射对
光学系统性能的影响 102
9RPZj>ezjA 5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104
%M,^)lRP 5.3 透射滤光片组合透射率 106
u[E0jI 5.4 均匀介质增透膜 107
=D&XE*qkZ 5.4.1 单层均匀介质增透膜 107
K(,MtY* 5.4.2 多层均匀介质增透膜 108
,m Nd# 5.5 非均匀介质增透膜 113
JT! Cb$! 5.6 入射角变化对透射率的影响 115
I {%Y0S 5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117
60G(jO14 习题 118
\iRmGvT 参考文献 118
!l-Q.=yw 第6章 高反射膜 120
4:=VHd 6.1 反射镜组合的反射率 120
%Jji<M] 6.2 周期多层膜系的反射率 121
/Un\P 6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121
,R\e x =c 6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122
.L~
NX/V 6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123
y(wb?86#W5 6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126
25j?0P"& 6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128
jmG)p|6 6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129
H]}mg='kI 6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131
t2Px?S? 6.8 金属反射镜 134
kni{1Gr 6.8.1 常用金属反射镜 134
cGyR_8:2cv 6.8.2 金属一介质反射镜 136
;$67GK 6.9 影响反射特性的因素 137
<@$+uZt+ 6.10 高反射镜应用实例 143
Zb7%$1)L~ 6.10.1
激光高反射镜 143
CofTTYl 6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144
PpLiH9} 6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145
9PUobV_^Wo 习题 146
Kk,u{EA 参考文献 146
1k]L ,CX 第7章 带通滤光片 149
#^}s1
4n 7.1 带通滤光片的特性描述 149
YwS/O N 7.2 带通滤光片的基本构型一一法布里一咱罗干涉仪及其变形 150
PXG@]$~3 7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151
A34O(fE 7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151
v|KGzQx$.* 7.3.2 膜系透射定理 153
;H3~r^>c 7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155
rd;E /:`5 7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156
Z2 Vri 7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164
:Q,~Nw> 7.4 窄带和中等带宽滤光片 164
P!SsMo6n 7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164
"=ki_1/P 7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172
CkRilS< 7.4.3 诱导带通滤光片 174
v
8EI 7.5 超窄带带通滤光片 183
+k
h
Tl: 7.6 宽带带通滤光片 185
29l bOi 7.7 带通滤光片的角特性 186
9C8 G(r 7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190
OnH3Ss$ 7.9 多通道窄带带通滤光片 192
JAM]neKiX 习题 193
*&tTiv{^ 参考文献 193
3mHP=) 第8章 截止滤光片 196
Vry*=X&Q 8.1 截止滤光片的特性描述 196
njaKU?6%d2 8.2 吸收型截止滤光片 197
XSCcumde! 8.3 干涉型截止滤光片 198
^ZIs >.' 8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198
P'o]#Az 8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199
/'zXb_R,$ 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
-Mf-8zw8G 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
=4sx(< 8.3.5 透射带内波纹的压缩 208
xLb=^Xjec 8.3.6 截止带的展宽 210
3<l}gB'S[ 8.3.7 透射带的展宽和压缩 212
x:Q$1&3N 8.4 金属介质膜截止滤光片 218
>xA(*7 8.5 热反射镜、冷反射镜和
太阳能电池覆盖膜 218
7|yEf 习题 221
r/@ Wn 参考文献 221
M(yWE0 3 第9章 带阻滤光片 223
>l #D9% 9.1 带阻滤光片的特性描述 223
z7z9lDS 9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223
5i}g$yjZ< 9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224
R!
n7g8I% 9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224
u9(42jj[$U 9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227
*7=`]w5k1 9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230
N`{6<Z0 9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231
UCup {pDp 9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232
/MMnW$)
9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233
?p/}eRgi 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
tqCwbi 习题 241
(.i wD& 参考文献 241
^(Z%,j3O 第10章 分光镜 243
&EYoviFp 10.1 中性分光镜 243
7=NKbv] 10.1.1 金属膜中性分光 244
W9oWj7&h 10.1.2 介质膜中性分光 245
s(ap~UCOw 10.1.3 金属介质膜中性分光 247
cL!A,+S[_ 10.2 双色分光镜 249
?`xm_udc 10.3 偏振分光 254
]jPP]Z:y 10.3.1 偏振特性的描述 254
}I MV@z B 10.3.2 平板偏振分光镜 255
9~$E+m( 10.3.3 棱镜偏振分光 258
Q^=0p0 10.3.4 宽角宽带偏振分光 259
Kv:Rvo 10.4 消偏振分光 262
>y,. `ECn 10.4.1 偏振分离的描述 263
hrO9_B|# 10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267
p] N/]2rR 10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271
4"3.7.<Q` 10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273
ir>S\VT4 10.5 分光中的消色差问题 280
!G6h~`[ 习题 281
s|:1z"q 参考文献 282
kma>'P`G 第二篇 薄膜扶术基础
fFoZ!H 第11章 薄膜制备技术 283
8^D1u` 11.1 真空技术简介 283
xX9snSGz 11.1.1 真空的基本知识 283
n(|n=P:o 11.1.2 真空的获得 284
OSLZ7B^ 11.1.3 真空的测量 286
CW/<?X<!n 11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289
7
, _b 11.2.1 蒸镀法 289
T$AVMVq 11.2.2 溅射法 300
]T&d_~l
11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306
49<t2^1q 11.3.1 化学气相沉积的原理 307
hg:$H9\% 11.3.2 常压化学气相沉积 308
(2QfH$HEk 11.3.3 低压化学气相沉积 308
Gg]Jp:GF 11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309
ho B[L}<c 11.3.5 光化学气相沉积 310
QSn18V>{ 11.3.6 金属有机化学气相沉积 311
+]zRn 11.3.7 原子层沉积 312
m2YsE
j7 11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313
Vp0_R9oQ 11.4.1 化学镀 313
%3|/t-US 11.4.2 阳极氧化法 314
H3`.Y$z 11.4.3 溶胶一凝胶法 314
|W$|og'wC 11.4.4 电镀 315
n)Cr<^j 11.4.5 LB 膜制备技术 315
M#-E 11.5 光刻蚀 316
RHpjJZUV 11.5.1 光刻工艺 316
v`jHd*&6) 11.5.2 光刻胶 317
$o;c:Kh$$ 11.5.3 掩模 318
g oyQ',+ 11.5.4 曝光 318
>dJ~ 11.5.5 刻蚀方法 318
'*&dP" 11.5.6 无掩模刻蚀 321
:<k
(y?GB 11.5.7 刻蚀图形及折射率 323
CWRB/WH: 习题 323
!4FOX>|L@ 参考文献 324
L|:CQ 第12章 光学薄膜检测技术 326
(9TSH3f? 12.1 光谱分析技术基础 326
&l!T2PX! 12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326
&zJ\D`\,O 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
NI.ROk1{+4 12.2 薄膜透射率和反射率测量 333
Iz-mUD0; 12.2.1 透射率测量 333
.pdcwd9 12.2.2 反射率测量 334
}<@-= 12.3 薄膜吸收和散射测量 338
>3ZhPvE-p' 12.3.1 吸收测量 338
bd-iog( 12.3.2 散射测量 342
sKsMF:|OT 12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344
'Ha> >2M 12.4 光学薄膜常数测量 347
;ND[+i2MN 12.4.1 光度法 348
aI;$N|]u 12.4.2 全反射衰减法 354
U<q`f- 12.4.3 椭圆偏振法 357
W[a"&,okqO 12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358
W,[QK~ 12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359
H?M:<q0|G 12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360
5GgH6 12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362
GoAh{=s 12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366
`?WN*__[" 12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368
5M~nNm[xJU 12.6.1 薄膜微结构 368
bJ1Nf|3~E 12.6.2 薄膜微结构检测 371
sQ^t8Y9 12.6.3 雕塑薄膜 372
Jc}6kFgO6 12.6.4 薄膜化学成分检测 373
/{jt]8/;7 12.7 薄膜非光学特性测量 375
:8@eon} &7>]# *