《
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。
,nn5LQ|l.j V=yRE yKE[," 目录
1,cd[^`. 第一篇 薄膜元学基本理抢
c)H(w 第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1
.yz-o\,gF% 1.1 麦克斯韦方程 1
~Ab nksR 1.2 平面电磁波 6
3#fu;??1. 1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6
Hg)5c!F7 1.2.2 理想介质中的平面波解 7
HSq.0vYl6 1.2.3 吸收介质中的平面波解 8
8#% Sq=/+M 1.3 平均电磁能流密度光强 9
>~O36q^w 1.4 电磁波谱、
光谱 10
VayU 习题 12
>7@kwj-f) 参考文献 12
$@m)8T 第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14
Hya ";' 2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14
QF^ _4Yn 2.1.1 S波反射与透射 14
~ou1{NS 2.1.2 P波反射与透射 16
^/;W;C{4 2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18
cd8ZZ8L 2.2.1 S 波反射与透射 18
JTT"t@__ 2.2.2 P 波反射与透射 20
y!6+jrI 2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21
|~'D8 g:Ak 2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21
(hywT)#+ 2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24
p^^Ai 2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30
s|3@\9\ 2.4.1 平面对称各向异性介质中麦克斯韦方程的分量形式 31
YG2rJY+* 2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31
7%rSo^t,L 2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36
D>& ;K{! 2.5.1 全反射与倏逝波 36
=GO/r;4 2.5.2 全透射 37
RB]K? 2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38
uQy5t:! 2.6 反射率和透射率 39
F8 *e 2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40
y/'^r? 2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41
~50b$];y 2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43
At5:X*vD 习题 44
o`^GUY} 参考文献 44
q/w U7P\% 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
~$g$31/ 3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45
] iKFEd 3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47
q|PB[*T 3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53
GH%'YY3| 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
xl5n(~g)p 3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55
@\gTi;u/x 3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61
x'Z< 3.4.1 一阶近似 62
nJ/ wtw 3.4.2 二阶近似 63
z1\G,mJK 3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64
%qA +zPf 3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64
[BS3y`c 3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66
g*UI~rp 3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70
j!r4 p, 3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72
/BWJ)6#H 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
b`Wn98s 3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75
Qy ;
M:q 习题 79
iQ=
%iou 参考文献 79
$cO"1mu 第4章 膜系设计图示法 81
i<D}"h| 4.1 矢量法 81
QZufQRfr{ 4.2 导纳图解法 87
Uo{h.
.7? 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
yjvH)t/!. 4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89
l ' ]d& 4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92
Vv(!Ki} 4.3 金属膜导纳圆图 97
o/I <)sa 4.4 膜系层间电场分布 99
9%\<x 习题 100
TQ&%SMCn 参考文献 101
7>-y,?& 第二篇 光学等膜分类反应用
}Gpw2 第5章 增透膜 102
x&3!z[m@@ 5.1 表面反射对
光学系统性能的影响 102
?WWnt^ 5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104
?{#P.2 5.3 透射滤光片组合透射率 106
sg12C 5.4 均匀介质增透膜 107
"Kk3# 5.4.1 单层均匀介质增透膜 107
%8H*}@n 5.4.2 多层均匀介质增透膜 108
?uUK9*N 5.5 非均匀介质增透膜 113
L K9vvQz 5.6 入射角变化对透射率的影响 115
qs6yEuh# 5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117
jIMaPT 习题 118
zypZ3g{vz 参考文献 118
x8p#WB 第6章 高反射膜 120
*iF>}yh e 6.1 反射镜组合的反射率 120
Df;FOTTi% 6.2 周期多层膜系的反射率 121
e ,zR 6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121
/vPh_1 6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122
dQ^>,( 6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123
x]%e_ 6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126
?8Cxt|o> 6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128
Kzxzz6R? 6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129
JGIN<J85e 6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131
NFGC.< 6.8 金属反射镜 134
c=H(*# 6.8.1 常用金属反射镜 134
zW%-Z6%D 6.8.2 金属一介质反射镜 136
} oJ+2OepN 6.9 影响反射特性的因素 137
Ze~ a+%Sb 6.10 高反射镜应用实例 143
7dX1.}M<( 6.10.1
激光高反射镜 143
r&"}zyL 6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144
`Oys&]vb 6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145
D_O%[u} 习题 146
H;,cUb 参考文献 146
,oDZ:";
第7章 带通滤光片 149
r6]r+!63" 7.1 带通滤光片的特性描述 149
DVD} 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
V~5vVY_HG& 7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151
aEX;yy* 7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151
5L|yF"TI# 7.3.2 膜系透射定理 153
Kv+E"2d 7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155
u7@|fND 7 7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156
~/[cZY@ 7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164
mT@UQCG 7.4 窄带和中等带宽滤光片 164
ezlp~z"_k 7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164
MLmc]nL= 7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172
`a:@[0r0U 7.4.3 诱导带通滤光片 174
|x{:GWq 7.5 超窄带带通滤光片 183
i>T{s-3v 7.6 宽带带通滤光片 185
*P:`{ZV7=W 7.7 带通滤光片的角特性 186
)aquf<u@ 7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190
\WouTn 7.9 多通道窄带带通滤光片 192
j]J2,J 习题 193
X =S;8=N 参考文献 193
n_v c}ame 第8章 截止滤光片 196
9{ i6g+ 8.1 截止滤光片的特性描述 196
bEbO){Fe 8.2 吸收型截止滤光片 197
/j
-LW1:N 8.3 干涉型截止滤光片 198
_@sqCf%| 8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198
6,_CL M 8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199
3w{4G<I 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
8c+i+gp! 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
*|$s0ga C 8.3.5 透射带内波纹的压缩 208
2b1LC!'U 8.3.6 截止带的展宽 210
;^}cZ 8.3.7 透射带的展宽和压缩 212
o'myo.k{ 8.4 金属介质膜截止滤光片 218
h'UWf"d 8.5 热反射镜、冷反射镜和
太阳能电池覆盖膜 218
MnKEZ: 2 习题 221
|\?-k 参考文献 221
S_c#{4n 第9章 带阻滤光片 223
+ls *04 9.1 带阻滤光片的特性描述 223
ReKnvF~ 9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223
}5OlX 9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224
S?hM 9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224
5/:Zj,41{ 9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227
#k)G1Y[c 9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230
?xK9 9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231
*KxV;H8/ 9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232
!bH-(K{S6 9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233
.d8) * 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
'ycs{}' 习题 241
_}jj>+zA` 参考文献 241
Ow//#: 第10章 分光镜 243
n{Jvx>); 10.1 中性分光镜 243
P;hjr; 10.1.1 金属膜中性分光 244
FjiLc=RXXz 10.1.2 介质膜中性分光 245
9]NsWd^^ 10.1.3 金属介质膜中性分光 247
/;HytFP 10.2 双色分光镜 249
qK|r+}g|& 10.3 偏振分光 254
3p!R4f)GN 10.3.1 偏振特性的描述 254
,dBtj8= 10.3.2 平板偏振分光镜 255
L=Dx$#| 10.3.3 棱镜偏振分光 258
aeSy,: 10.3.4 宽角宽带偏振分光 259
]o,) #/' $ 10.4 消偏振分光 262
s_`wLQ7e 10.4.1 偏振分离的描述 263
HaB=nLAT 10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267
EF)kYz!@ 10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271
6EX:qp^` 10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273
N@Slc
0 10.5 分光中的消色差问题 280
)4GfT 习题 281
1Lj\"+. 参考文献 282
Ta/G 第二篇 薄膜扶术基础
`mCcD 第11章 薄膜制备技术 283
+/Y)s5@< 11.1 真空技术简介 283
zKfb 11.1.1 真空的基本知识 283
*WMcE$w/D 11.1.2 真空的获得 284
*%Gy-5hM 11.1.3 真空的测量 286
e5`{*g$i). 11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289
ynP^|Ou 11.2.1 蒸镀法 289
;HqK^[1\ 11.2.2 溅射法 300
*WX6C("M 11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306
y0(k7D|\ 11.3.1 化学气相沉积的原理 307
;=h^"et 11.3.2 常压化学气相沉积 308
,8$;|#d 11.3.3 低压化学气相沉积 308
u{6*}6@fi 11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309
i9.52 11.3.5 光化学气相沉积 310
3%<ia$ 11.3.6 金属有机化学气相沉积 311
x(mY$l,il 11.3.7 原子层沉积 312
XHpoaHyx 11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313
-pqShDar| 11.4.1 化学镀 313
>-)i_C2 11.4.2 阳极氧化法 314
>b{%j8uM 11.4.3 溶胶一凝胶法 314
C=PBF\RkKu 11.4.4 电镀 315
i"w$D{N 11.4.5 LB 膜制备技术 315
m?<C\&)6x 11.5 光刻蚀 316
w:N\]=Vh 11.5.1 光刻工艺 316
% j^= 11.5.2 光刻胶 317
Y;#P"-yH 11.5.3 掩模 318
yRieGf1'SD 11.5.4 曝光 318
v`Sllv5bV 11.5.5 刻蚀方法 318
:kFWUs= 11.5.6 无掩模刻蚀 321
Iupk+x> 11.5.7 刻蚀图形及折射率 323
I9>1WT<Yy 习题 323
.`)ICX 参考文献 324
,HMB`vF 第12章 光学薄膜检测技术 326
eKStt|M' 12.1 光谱分析技术基础 326
N{Is2Ia 12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326
]^Q`CiKd 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
U.wgae].O; 12.2 薄膜透射率和反射率测量 333
CH9#<?l 12.2.1 透射率测量 333
jr!x)yd 12.2.2 反射率测量 334
!Rsx) 12.3 薄膜吸收和散射测量 338
&NGlkn 12.3.1 吸收测量 338
'{OZ[$E 12.3.2 散射测量 342
6"A|)fz 12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344
G3?8GTH 12.4 光学薄膜常数测量 347
?J<4IvL/ 12.4.1 光度法 348
YToRG7X# 12.4.2 全反射衰减法 354
5jYRIvM[Q~ 12.4.3 椭圆偏振法 357
IL>Gi`Y& 12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358
.}CPZ3y 12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359
;TaT=% 12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360
1Z`<HW" 12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362
Sm,%> 12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366
z),l&7 12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368
*y N,e.t 12.6.1 薄膜微结构 368
*;o=hM)Tp 12.6.2 薄膜微结构检测 371
)cOm\^,
12.6.3 雕塑薄膜 372
mH}AVje{
` 12.6.4 薄膜化学成分检测 373
Bxm^Arc> 12.7 薄膜非光学特性测量 375
DUW;G9LP$- EW]gG@w]5r