《
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。
AmIW$(Ce toGd;2rl rtAPkXJFM 目录
=_BHpgL 第一篇 薄膜元学基本理抢
A{\?]]/ 第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1
j17h_ a; 1.1 麦克斯韦方程 1
h%F.h![* 1.2 平面电磁波 6
(8m_ GfT 1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6
M *w{PjU 1.2.2 理想介质中的平面波解 7
4r4 #u'Om 1.2.3 吸收介质中的平面波解 8
a6vej 1.3 平均电磁能流密度光强 9
!0lk}Uzkh 1.4 电磁波谱、
光谱 10
F<{,W-my ` 习题 12
.g}N@ 参考文献 12
nG4ZOx.*1g 第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14
kP$E+L 2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14
t[+bZUS$~ 2.1.1 S波反射与透射 14
P^"RH&ZQJ 2.1.2 P波反射与透射 16
_D}3`` 2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18
Hre&a!U 2.2.1 S 波反射与透射 18
\azMF} mb 2.2.2 P 波反射与透射 20
1_S]t[?I/ 2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21
rK'Lvt@w 2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21
hK)'dG* 2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24
eb`3'&zV&) 2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30
octQ[QXo# 2.4.1 平面对称各向异性介质中麦克斯韦方程的分量形式 31
RK-bsf 2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31
Ox#vW6;) 2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36
d6*84'|! 2.5.1 全反射与倏逝波 36
[ x+-N7 2.5.2 全透射 37
~vt*%GN3 2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38
GdUsv 2.6 反射率和透射率 39
qdZ ^D 2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40
}v}F8}4 2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41
I)1ih 2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43
6bUP]^d 习题 44
*#>(P 参考文献 44
|U1 [R\X 第3章 平面光波在平界面层状介质薄膜中的反射与透射 45
[- 92] 3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45
x[};x;[ZE 3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47
*w0|`[P+h 3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53
nG3SDL#(k 3.3.1 平面分界面多层均匀介质薄膜反射系数和透射系数计算的矩阵方法 53
{+#{Cha 3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55
I,#E`) 3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61
Drtg7v{@\ 3.4.1 一阶近似 62
m-4#s 3.4.2 二阶近似 63
`lE&:) 3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64
TYD( 6N 3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64
X@[5nyILf 3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66
\^,Jh|T 3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70
y "+'4:_ 3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72
_Jg#T~ 3.5.5 非均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的数值解 74
lz>00B<Z 3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75
7.VP7;jys 习题 79
8K9HFT@yV 参考文献 79
W=A0+t%XC 第4章 膜系设计图示法 81
Q 8Ek}O\MC 4.1 矢量法 81
r3?8nQ$ 4.2 导纳图解法 87
jt}oq%Bf 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
]\K?%z 4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89
!I1p`_(_7 4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92
pD[&,gV$ 4.3 金属膜导纳圆图 97
6R^F^<< 4.4 膜系层间电场分布 99
Txo{6nd/ 习题 100
p_BG#dRM 参考文献 101
"2%R? 第二篇 光学等膜分类反应用
EsWB |V> 第5章 增透膜 102
{@L{l1|0 5.1 表面反射对
光学系统性能的影响 102
p'^}J$ 5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104
<<S4l~"o 5.3 透射滤光片组合透射率 106
6{i0i9Tb 5.4 均匀介质增透膜 107
EwG+' nlE 5.4.1 单层均匀介质增透膜 107
gNxv.6Pp= 5.4.2 多层均匀介质增透膜 108
L|APX y]> 5.5 非均匀介质增透膜 113
9$v\D3<Z 5.6 入射角变化对透射率的影响 115
Y<POdbg 5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117
hoBFC1 习题 118
4J,6cOuW4 参考文献 118
<5KoK!H 第6章 高反射膜 120
1f^oW[w& 6.1 反射镜组合的反射率 120
,e$RvFB 6.2 周期多层膜系的反射率 121
*{5}m(5F 6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121
+e>G V61 6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122
+1qvT_ 6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123
"fNv(> -7s 6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126
_6.@^\; 6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128
B> i^ w1 6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129
7.NL>:lu 6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131
5[zr(FuE 6.8 金属反射镜 134
IA1O]i
S 6.8.1 常用金属反射镜 134
xF) .S@ 6.8.2 金属一介质反射镜 136
mhIGunK;+ 6.9 影响反射特性的因素 137
3<FqK \P 6.10 高反射镜应用实例 143
^{yb4yQ
0 6.10.1
激光高反射镜 143
:/?
Op 6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144
Th,]nVsGs~ 6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145
.w\4Th# 习题 146
uq:'`o-1 参考文献 146
AS0(NlV 第7章 带通滤光片 149
/-<]v3J 7.1 带通滤光片的特性描述 149
nC/T$
#G 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
<5]_u: 7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151
gDfM} 2]/ 7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151
6"?#s/fk 7.3.2 膜系透射定理 153
-{eiV0<^ 7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155
+A,cdi9z 7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156
ZKI` ; 7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164
D//58z& 7.4 窄带和中等带宽滤光片 164
jvd3_L-@E< 7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164
hhjsg?4uL 7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172
2s 9U& 7.4.3 诱导带通滤光片 174
cP/( h 7.5 超窄带带通滤光片 183
,V4pFQzL 7.6 宽带带通滤光片 185
*qMjoP, 7.7 带通滤光片的角特性 186
6*ZZ)W< 7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190
e!i.u'z 7.9 多通道窄带带通滤光片 192
N9 )ERW2`* 习题 193
Z#%77!3 参考文献 193
jAt65a 第8章 截止滤光片 196
K1<l/
s 8.1 截止滤光片的特性描述 196
$[=`*m 8.2 吸收型截止滤光片 197
DML0paOm5 8.3 干涉型截止滤光片 198
wL0"1Ya 8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198
gJOswN;([ 8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199
jTQN(a9Y 8.3.3 [(0.5H)L(0.5H)]和[ (0.5L) H(0.5L)]类型对称膜系的光学等效导纳和等效相位 201
jaux:fU 8.3.4 [(0.5H)L(0.5H)Jm 和[(0.5L) H(0.5L)]m类型周期对称膜系的透射率 203
H~hAm 8.3.5 透射带内波纹的压缩 208
S;vZXgyN? 8.3.6 截止带的展宽 210
WWTJ%Rd| 8.3.7 透射带的展宽和压缩 212
SLd9-N}T 8.4 金属介质膜截止滤光片 218
)>=|oY3 8.5 热反射镜、冷反射镜和
太阳能电池覆盖膜 218
xi\uLu?i 习题 221
H~*[v" 参考文献 221
U(qM( E 第9章 带阻滤光片 223
})w5`?Y 9.1 带阻滤光片的特性描述 223
f.r-,%^6{ 9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223
X]CaWxM 9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224
qm}7w3I^ 9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224
9zd)[4%= 9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227
` }Hnj* 9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230
7~`6~qg. 9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231
a. 5`Q2 9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232
qOa-@MN 9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233
.g&BA15<F6 9.4.2 正弦周期折射率带阻滤光片设计的傅里叶变换方法 234
+~/zCJ;F 习题 241
&q` =xF 参考文献 241
%BHq2~J 第10章 分光镜 243
IweQB} d 10.1 中性分光镜 243
gf@'d.W} 10.1.1 金属膜中性分光 244
sQH.}W$C 10.1.2 介质膜中性分光 245
i|d41u;@ 10.1.3 金属介质膜中性分光 247
"|&*MjwN6 10.2 双色分光镜 249
Pr/&p0@aV 10.3 偏振分光 254
hQ8{
A7 10.3.1 偏振特性的描述 254
V[#lFl). 10.3.2 平板偏振分光镜 255
\1B*iW 10.3.3 棱镜偏振分光 258
da^9Fb 10.3.4 宽角宽带偏振分光 259
{S&&X&A`v 10.4 消偏振分光 262
,[hJi3xM 10.4.1 偏振分离的描述 263
kI;^V 10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267
O@Kr}8^, 10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271
-jw=Iyv 10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273
%E!0,y,: 10.5 分光中的消色差问题 280
p]g/iLDZ 习题 281
nW%c95E 参考文献 282
Wl2>U(lj 第二篇 薄膜扶术基础
xX>448= 第11章 薄膜制备技术 283
*:_hOOT+[ 11.1 真空技术简介 283
nz&JG~Qfm 11.1.1 真空的基本知识 283
@<sP1`1 11.1.2 真空的获得 284
QtzHr 11.1.3 真空的测量 286
Bms?`7}N 11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289
\%VoX`B 11.2.1 蒸镀法 289
y@z#Jw< 11.2.2 溅射法 300
DpR%s",Q 11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306
Zj0&/S 11.3.1 化学气相沉积的原理 307
v>P){VT 11.3.2 常压化学气相沉积 308
p 5'\< gQ 11.3.3 低压化学气相沉积 308
87/{\h 11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309
MLb\:Ihy 11.3.5 光化学气相沉积 310
1f:k:Y9i 11.3.6 金属有机化学气相沉积 311
= @f;s<v/ 11.3.7 原子层沉积 312
pL-$Np] V 11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313
33C#iR1(WJ 11.4.1 化学镀 313
M;bQid@BG 11.4.2 阳极氧化法 314
`jkn*:m 11.4.3 溶胶一凝胶法 314
x/<.?[A 11.4.4 电镀 315
}A;Xd/,'r 11.4.5 LB 膜制备技术 315
U#P#YpD;== 11.5 光刻蚀 316
'huLv(Uu 11.5.1 光刻工艺 316
ro{MDs 11.5.2 光刻胶 317
v]!7=>/2 11.5.3 掩模 318
xVPGlU 11.5.4 曝光 318
1 &<@(S< 11.5.5 刻蚀方法 318
m}E$6E^~O 11.5.6 无掩模刻蚀 321
-wt2ydzos 11.5.7 刻蚀图形及折射率 323
T_dd7Ym'8 习题 323
cG'Wh@ 参考文献 324
9+']`=a: 第12章 光学薄膜检测技术 326
$} Myj'`r 12.1 光谱分析技术基础 326
\4[Ta,;t 12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326
hd B[H8Q 12.1.2 紫外一可见光分光光度计和傅里叶变换红外光谱仪 330
F*=RP$sj 12.2 薄膜透射率和反射率测量 333
2^aTW`>L 12.2.1 透射率测量 333
one>vi`= 12.2.2 反射率测量 334
Y(f-e, 12.3 薄膜吸收和散射测量 338
U{Z>y?V/ 12.3.1 吸收测量 338
dw|0K+-PH 12.3.2 散射测量 342
]lY9[~
v 12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344
;<A/e 12.4 光学薄膜常数测量 347
#u$z-M ! 12.4.1 光度法 348
DvCt^O* 12.4.2 全反射衰减法 354
68*{Lo?U 12.4.3 椭圆偏振法 357
lUEyo.xVt 12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358
i]z
i[Zo$ 12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359
8g NEL+ 12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360
[}p.*U_nw 12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362
<GN?J.B 12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366
xTMTkVa+B 12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368
P$Q&xN<#) 12.6.1 薄膜微结构 368
w$4Lu"N: 12.6.2 薄膜微结构检测 371
P>-,6a> 12.6.3 雕塑薄膜 372
Biwdb 12.6.4 薄膜化学成分检测 373
[
UJj*n 12.7 薄膜非光学特性测量 375
08a|]li !*gAGt_