《
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。
zRbooo{N J*Dj`@`4`g , |CT|2D> 目录
&~ QQZ]q6 第一篇 薄膜元学基本理抢
6UXa
5t
第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1
kz\
D-b 1.1 麦克斯韦方程 1
lJP6sk 1.2 平面电磁波 6
wrv-"%u) 1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6
(9]`3^_,J 1.2.2 理想介质中的平面波解 7
v|C)Q %v 1.2.3 吸收介质中的平面波解 8
TMj(y{2 1.3 平均电磁能流密度光强 9
#"&h'V 1.4 电磁波谱、
光谱 10
uvz}qH@j/Q 习题 12
W2G`K+p 参考文献 12
TK<~(Dk 第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14
7^P!@o$v! 2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14
zA=gDuy3@ 2.1.1 S波反射与透射 14
T>2) YOx 2.1.2 P波反射与透射 16
L!x7]g,^ 2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18
9!zUv:; 2.2.1 S 波反射与透射 18
#80DM 2.2.2 P 波反射与透射 20
$p30?\ 2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21
S^?
@vj 2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21
-K hXb 2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24
"z)dz,&T 2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30
.<}(J#vC 2.4.1 平面对称各向异性介质中麦克斯韦方程的分量形式 31
OiH
tobM 2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31
p1
>
D 2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36
m/gl7+ 2.5.1 全反射与倏逝波 36
R}IMX9M= 2.5.2 全透射 37
u POmiF 2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38
mE^mQ [Dk 2.6 反射率和透射率 39
v_?0|Ei[ 2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40
^=D=fX"8% 2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41
gVjI1{WTK 2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43
0{#c 习题 44
!7"-9n 参考文献 44
c-.t8X,5(~ 第3章 平面光波在平界面层状介质薄膜中的反射与透射 45
pMnkh}Q# 3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45
GzxtC& 3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47
kKFmTo
3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53
mk.:V64 >; 3.3.1 平面分界面多层均匀介质薄膜反射系数和透射系数计算的矩阵方法 53
aRPgo0,W1 3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55
WW82=2rJ9 3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61
Rs,\{# 3.4.1 一阶近似 62
v*`$is+ 3.4.2 二阶近似 63
k_?xiOSh 3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64
hn\<'|n 3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64
(yIl]ZN* 3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66
sJo]$/?F 3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70
y33+^ 3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72
U?97yc\$ 3.5.5 非均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的数值解 74
%tEjf
3 3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75
roT$dL
P)w 习题 79
;Nf5,D.D 参考文献 79
S'm&Ll2i@ 第4章 膜系设计图示法 81
G&$+8r 4.1 矢量法 81
:%cL(',Q 4.2 导纳图解法 87
d~@&*1} 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
&m2FEQLj 4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89
MT9c:7}[& 4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92
%>Z;/j|#r 4.3 金属膜导纳圆图 97
|fnP@k 4.4 膜系层间电场分布 99
Hv2t_QjKT 习题 100
Lsv[@Rl 参考文献 101
MUsF/1 第二篇 光学等膜分类反应用
YSERQo 第5章 增透膜 102
T[*1*303 5.1 表面反射对
光学系统性能的影响 102
k4r;t: O ^ 5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104
-3`S;Dmn 5.3 透射滤光片组合透射率 106
K0$8t%Z. 5.4 均匀介质增透膜 107
/ 4{6` 5.4.1 单层均匀介质增透膜 107
V)#se"GV 5.4.2 多层均匀介质增透膜 108
.O!JI"? 5.5 非均匀介质增透膜 113
&TYTeJ] 5.6 入射角变化对透射率的影响 115
2>BWu 5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117
1H sfCky{ 习题 118
%B+W#Q` 参考文献 118
epM;u 第6章 高反射膜 120
{`5Sh1b 6.1 反射镜组合的反射率 120
U5Say3r 6.2 周期多层膜系的反射率 121
=>nrU8x 6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121
\|9@*]6: 6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122
j}R!'m(P' 6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123
1vKc>+9 6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126
;mH O# 6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128
|@#37 6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129
h?E[28QB 6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131
C-!!1-Eq?: 6.8 金属反射镜 134
L&V;Xvbu% 6.8.1 常用金属反射镜 134
%
C~2k? 6.8.2 金属一介质反射镜 136
&|>CW:)&1" 6.9 影响反射特性的因素 137
?HwW~aO 6.10 高反射镜应用实例 143
x<^+nTzN 6.10.1
激光高反射镜 143
_h|rH 6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144
l_tr,3_w 6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145
Sq^f}q 习题 146
.?{rd3[ec 参考文献 146
y'\BpP 第7章 带通滤光片 149
qgREkb0 7.1 带通滤光片的特性描述 149
IB9[Lx 7.2 带通滤光片的基本构型一一法布里一咱罗干涉仪及其变形 150
tGHZU^B:} 7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151
k L\;90 7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151
9gP-//L@
7.3.2 膜系透射定理 153
r}kQ<SRx 7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155
f P'qUN 7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156
-6lsR 7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164
b[&A,ZPh$@ 7.4 窄带和中等带宽滤光片 164
>iD&n4TK 7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164
d%1Tv1={ 7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172
9gNQ,c
\gT 7.4.3 诱导带通滤光片 174
H",w$$eF 7.5 超窄带带通滤光片 183
0/{$5gy& 7.6 宽带带通滤光片 185
$n_'#m2LE 7.7 带通滤光片的角特性 186
/d; C)%$
7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190
fZ8%Z
7.9 多通道窄带带通滤光片 192
e8T#ZWr* 习题 193
:|cC7,S 参考文献 193
hBb&-/ 第8章 截止滤光片 196
V1y" 8.1 截止滤光片的特性描述 196
5(BB`) 8.2 吸收型截止滤光片 197
#[ZF'9x 8.3 干涉型截止滤光片 198
ZH'- >/ 8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198
9G njJ 8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199
7&oT}Z 8.3.3 [(0.5H)L(0.5H)]和[ (0.5L) H(0.5L)]类型对称膜系的光学等效导纳和等效相位 201
7ux0|l 8.3.4 [(0.5H)L(0.5H)Jm 和[(0.5L) H(0.5L)]m类型周期对称膜系的透射率 203
-|E|-' 8.3.5 透射带内波纹的压缩 208
6)<g%bH! 8.3.6 截止带的展宽 210
[O)(0 8.3.7 透射带的展宽和压缩 212
&'%b1CbE 8.4 金属介质膜截止滤光片 218
kLc}a5; 8.5 热反射镜、冷反射镜和
太阳能电池覆盖膜 218
OZ{YQ}t{^1 习题 221
JjBG9Rp{ 参考文献 221
u!kC+0Y 第9章 带阻滤光片 223
G@s]HJ: 9.1 带阻滤光片的特性描述 223
/S4$qr cM 9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223
@9-/p^n1 9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224
poJ7q ( 9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224
qg521o$* 9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227
dnRS$$9# 9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230
z1wJ-l 9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231
B[XVTok 9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232
&T7|f!y 9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233
!~X[qT 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
Djv0]Sm^! 习题 241
P-B3<~*i! 参考文献 241
21(8/F ~{ 第10章 分光镜 243
&.dC% 10.1 中性分光镜 243
"ecG\}R= 10.1.1 金属膜中性分光 244
o}EipTL 10.1.2 介质膜中性分光 245
SePPI.n 10.1.3 金属介质膜中性分光 247
j?!BHNs 10.2 双色分光镜 249
8sMDe' 10.3 偏振分光 254
_<;;CI3w 10.3.1 偏振特性的描述 254
-e#~CE- 10.3.2 平板偏振分光镜 255
9 Vn
10.3.3 棱镜偏振分光 258
)8BGN'jyi 10.3.4 宽角宽带偏振分光 259
Y&vn`# 10.4 消偏振分光 262
U5rcI6 10.4.1 偏振分离的描述 263
UNx|+ 10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267
P''5A6#5 10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271
OnD!*jy 10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273
$e(]L(o; 10.5 分光中的消色差问题 280
<d2?A}< 习题 281
%BdQ.\4DS 参考文献 282
m
2tw[6M 第二篇 薄膜扶术基础
aQ@9(j>
F 第11章 薄膜制备技术 283
"Jd!TLt\x 11.1 真空技术简介 283
*t_"]v-w 11.1.1 真空的基本知识 283
$!~R'N c 11.1.2 真空的获得 284
z ^e99dz 11.1.3 真空的测量 286
+sN'Y/- 11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289
h6Femis 11.2.1 蒸镀法 289
977%9z<h 11.2.2 溅射法 300
,`4chD 11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306
.Vohd@s9l 11.3.1 化学气相沉积的原理 307
Vjv~RNGF 11.3.2 常压化学气相沉积 308
5m.{ayE 11.3.3 低压化学气相沉积 308
^,P#
<,D, 11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309
uc.dtq! 11.3.5 光化学气相沉积 310
CV9o,rL 11.3.6 金属有机化学气相沉积 311
HR.^
y$IE 11.3.7 原子层沉积 312
:5Y
yI.T 11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313
7(ni_|$| 11.4.1 化学镀 313
E5^P*6c( 11.4.2 阳极氧化法 314
)@vhqVv? 11.4.3 溶胶一凝胶法 314
z%lu% 11.4.4 电镀 315
4*j6~ 11.4.5 LB 膜制备技术 315
*u?QO4> 11.5 光刻蚀 316
@D?KS;# 11.5.1 光刻工艺 316
U9?fUS 11.5.2 光刻胶 317
AXnuXa(j 11.5.3 掩模 318
x,U'!F 11.5.4 曝光 318
_*tU.x|DP 11.5.5 刻蚀方法 318
/G{;?R 11.5.6 无掩模刻蚀 321
^Y;}GeA, 11.5.7 刻蚀图形及折射率 323
!ucHLo3: 习题 323
uX.^zg]}% 参考文献 324
3q$[r_ 第12章 光学薄膜检测技术 326
h/)kd3$*' 12.1 光谱分析技术基础 326
nC:>1kt 12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326
E{LLxGAEZ 12.1.2 紫外一可见光分光光度计和傅里叶变换红外光谱仪 330
GnX+.uQL| 12.2 薄膜透射率和反射率测量 333
w^AY= Fc 12.2.1 透射率测量 333
#8Bs15aV 12.2.2 反射率测量 334
"aU)
[ 12.3 薄膜吸收和散射测量 338
5Kadh2nz 12.3.1 吸收测量 338
,A$#gLyk< 12.3.2 散射测量 342
t2L} 12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344
?S*Cvr+=4 12.4 光学薄膜常数测量 347
O c[F 12.4.1 光度法 348
lx'^vK% F 12.4.2 全反射衰减法 354
wZ(H[be 12.4.3 椭圆偏振法 357
j&(Yk"j+ 12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358
_/Sqw 12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359
-qbx:Kk( 12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360
0[# zn 12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362
K@f@vyw] 12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366
6-fdfU 12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368
Gu#Vc.e 12.6.1 薄膜微结构 368
xJ$/#UdP 12.6.2 薄膜微结构检测 371
Z!/!4(Fh 12.6.3 雕塑薄膜 372
z[cs/x 12.6.4 薄膜化学成分检测 373
q&DM*!Jq 12.7 薄膜非光学特性测量 375
vvTQ!Aa B~CdY}UTsj