《
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。
'Ie!%k ^ '8fh(` Y^uYc} 目录
0"=}d y 第一篇 薄膜元学基本理抢
L&~>(/*7U 第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1
]\:l>< 1.1 麦克斯韦方程 1
)jN fQ!?/ 1.2 平面电磁波 6
bl;v^HR0) 1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6
%Lgfi 1.2.2 理想介质中的平面波解 7
lV2MRxI 1.2.3 吸收介质中的平面波解 8
wGA%h.[M| 1.3 平均电磁能流密度光强 9
eR5+1b 1.4 电磁波谱、
光谱 10
" qrL:, 习题 12
74*iF'f?c 参考文献 12
aV?r %'~Z 第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14
7j%sM& 2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14
&8 4Izs/[ 2.1.1 S波反射与透射 14
Q@#Gm9m 2.1.2 P波反射与透射 16
>.#tNFAs 2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18
BcD%`vGJ 2.2.1 S 波反射与透射 18
>eaK@u-'0 2.2.2 P 波反射与透射 20
-q/FxESp 2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21
+v'n[xa1v 2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21
XvW
$B| 2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24
{1`n^j(> 2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30
+)K yG 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
9
!qVYU42( 2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31
j<*`?V^ 2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36
p h=[|P) 2.5.1 全反射与倏逝波 36
yj{:%Km:` 2.5.2 全透射 37
5Ai$1'*p 2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38
<0I=XsE1iX 2.6 反射率和透射率 39
j\8'P9~% 2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40
tc<t%]c 2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41
_a,XL<9 I 2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43
prg8Iq'w 习题 44
a'ODm6# 参考文献 44
6 _\j_$ 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
>zAI#N4 3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45
7?JcB?G4 3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47
>jDx-H.N 3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53
Y_<(~eN` 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
8RR6f98FF 3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55
OHha5n 3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61
>qI|g={M 3.4.1 一阶近似 62
mg^\"GC*8 3.4.2 二阶近似 63
S+YbsLf 3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64
TID0x/j"K5 3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64
cZ~\jpK 3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66
.U !;fJ9 3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70
emI]'{_G 3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72
1"CbuV
6 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
O(E-ox~q 3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75
oWUDTio#[ 习题 79
s~6irf/ 参考文献 79
'u2Qq"d+ 第4章 膜系设计图示法 81
bz?
*#S 4.1 矢量法 81
\;A\ vQ[ 4.2 导纳图解法 87
BO p&s>hI 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
OAQ'/{~7 4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89
Eqva]
4 4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92
4n@,
p0 4.3 金属膜导纳圆图 97
TGz5t$]I 4.4 膜系层间电场分布 99
BDg6ZI<n 习题 100
f V.(v& 参考文献 101
_9Ig`?<>I 第二篇 光学等膜分类反应用
/vB%gqJvX 第5章 增透膜 102
lA<IcW 5.1 表面反射对
光学系统性能的影响 102
z
{J1pH_X 5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104
i4"xvLK4 5.3 透射滤光片组合透射率 106
*{)![pDYd 5.4 均匀介质增透膜 107
+:d))r=n 5.4.1 单层均匀介质增透膜 107
GJqSNi} 5.4.2 多层均匀介质增透膜 108
R@0ELxzA 5.5 非均匀介质增透膜 113
U<NpDjc" 5.6 入射角变化对透射率的影响 115
k>Qr14F 5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117
mHox 习题 118
.-N9\GlJ,d 参考文献 118
b`K~l'8 第6章 高反射膜 120
8L 9;VY^Y 6.1 反射镜组合的反射率 120
:OBggb#?! 6.2 周期多层膜系的反射率 121
<..%@]+ 6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121
'F+O+-p+ 6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122
@11voD 6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123
<S0!$.Kg*< 6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126
-zz9k=q 6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128
,Ql3RO, 6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129
Y^S0K'N 6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131
eeb8v:4 6.8 金属反射镜 134
wy_TFV 6.8.1 常用金属反射镜 134
mI in'M 6.8.2 金属一介质反射镜 136
.?S#DS ) 6.9 影响反射特性的因素 137
v(4C?vxhG 6.10 高反射镜应用实例 143
hv
.Mf.m 6.10.1
激光高反射镜 143
$X~=M_W 6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144
c e=6EYl 6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145
> KH4X: 习题 146
\{+7`4g 参考文献 146
qg6Hk:^r 第7章 带通滤光片 149
XW]|Mv[M 7.1 带通滤光片的特性描述 149
uD:O[H-x 7.2 带通滤光片的基本构型一一法布里一咱罗干涉仪及其变形 150
HA"dw2| 7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151
o<P%|>qX 7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151
9LJ/m\bi 7.3.2 膜系透射定理 153
D?5W1m]E,s 7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155
AD?^.< 7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156
<k^9l6@ 7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164
~`_nw5y 7.4 窄带和中等带宽滤光片 164
N??<3j+Iu 7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164
+bf%]
7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172
NnHM$hEI"U 7.4.3 诱导带通滤光片 174
p7H*Ff` 7.5 超窄带带通滤光片 183
web&M!- 7.6 宽带带通滤光片 185
L1C'V/g 7.7 带通滤光片的角特性 186
s[s 6E`Q 7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190
{Y'_QW1:2 7.9 多通道窄带带通滤光片 192
Z/x<U.B 习题 193
x|<|eRYK 参考文献 193
F/EHU?_EI 第8章 截止滤光片 196
"l +Jx|h\ 8.1 截止滤光片的特性描述 196
p6}jCGJ 8.2 吸收型截止滤光片 197
29Q5s$YD@ 8.3 干涉型截止滤光片 198
KI>7h.t 8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198
PL+fLCk,I 8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199
H V 8.3.3 [(0.5H)L(0.5H)]和[ (0.5L) H(0.5L)]类型对称膜系的光学等效导纳和等效相位 201
dnIBAe 8.3.4 [(0.5H)L(0.5H)Jm 和[(0.5L) H(0.5L)]m类型周期对称膜系的透射率 203
B~PF <8h5 8.3.5 透射带内波纹的压缩 208
Fx3VQ'%J 8.3.6 截止带的展宽 210
#{
Uk4 8.3.7 透射带的展宽和压缩 212
dEe/\i'r9 8.4 金属介质膜截止滤光片 218
eEc;w# 8.5 热反射镜、冷反射镜和
太阳能电池覆盖膜 218
J$WIF&*0@ 习题 221
wH${q@z _ 参考文献 221
:Dr&
{3> 第9章 带阻滤光片 223
P^h2w%6' 9.1 带阻滤光片的特性描述 223
<&L;9fr 9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223
hU=J^Gi0 9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224
*!s4#|h 9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224
+j@|D@z 9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227
1
yzxA( 9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230
C,IN+@ 9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231
H`Z4a
N 9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232
,<vrDHR 9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233
lP9I\Ge& 9.4.2 正弦周期折射率带阻滤光片设计的傅里叶变换方法 234
R<U?)8g,h~ 习题 241
zA"D0fr 参考文献 241
/p%K[)T( 第10章 分光镜 243
q90S>c, 10.1 中性分光镜 243
lMm-K%(2 10.1.1 金属膜中性分光 244
^g[])2", 10.1.2 介质膜中性分光 245
@`_j't, 10.1.3 金属介质膜中性分光 247
j{;3+LCo* 10.2 双色分光镜 249
(bo bKr 10.3 偏振分光 254
Uv+pdRXn 10.3.1 偏振特性的描述 254
3tm z2JIb 10.3.2 平板偏振分光镜 255
_N-7H\hF 10.3.3 棱镜偏振分光 258
Q[b({Vj;tG 10.3.4 宽角宽带偏振分光 259
f<}!A$wd 10.4 消偏振分光 262
Fb``&-Qm: 10.4.1 偏振分离的描述 263
fFd9D=EW. 10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267
Wig0OZj 10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271
c^6`"\X^g 10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273
E%;'3Qykva 10.5 分光中的消色差问题 280
)Xh_q3= 习题 281
Ov<3?)ok 参考文献 282
vfbe=)}[ 第二篇 薄膜扶术基础
`?D_=Gw 第11章 薄膜制备技术 283
6Ss{+MF|v 11.1 真空技术简介 283
I?Zs|A 11.1.1 真空的基本知识 283
P5d@-l%} 11.1.2 真空的获得 284
Ffxk] o&%c 11.1.3 真空的测量 286
7YN)T? 11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289
ILO+=xU 11.2.1 蒸镀法 289
)R +o8C 11.2.2 溅射法 300
2?r8>#_* 11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306
xXx`a\i 11.3.1 化学气相沉积的原理 307
'0O[ dN 11.3.2 常压化学气相沉积 308
:te xl 11.3.3 低压化学气相沉积 308
{fb~`=? 11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309
w7Pe<vT 11.3.5 光化学气相沉积 310
Qr<%rU^{. 11.3.6 金属有机化学气相沉积 311
N*SgP@Bt 11.3.7 原子层沉积 312
Xou#38&p> 11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313
~c="<xBE 11.4.1 化学镀 313
6_y|4!,:W 11.4.2 阳极氧化法 314
~r!5d@f.6 11.4.3 溶胶一凝胶法 314
"~(&5M\8` 11.4.4 电镀 315
{4QOUqA u 11.4.5 LB 膜制备技术 315
i]53A0l 11.5 光刻蚀 316
^i8I 1@ = 11.5.1 光刻工艺 316
kdUGmR0d 11.5.2 光刻胶 317
>b["T+ 11.5.3 掩模 318
ft'iv 11.5.4 曝光 318
Me}TW!GC 11.5.5 刻蚀方法 318
C}h@ El 11.5.6 无掩模刻蚀 321
rq1kj 8%2 11.5.7 刻蚀图形及折射率 323
1 :Yt2] 习题 323
"pZ3 参考文献 324
87K)qsv8 第12章 光学薄膜检测技术 326
fMQ*2zGu95 12.1 光谱分析技术基础 326
R2$ U K 12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326
N-rmk 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
/,Rca1W 12.2 薄膜透射率和反射率测量 333
]hj1.V+ 12.2.1 透射率测量 333
|%}s$*s 12.2.2 反射率测量 334
P*PL6UQ 12.3 薄膜吸收和散射测量 338
aVP|:OAj 12.3.1 吸收测量 338
@1F 'V' 12.3.2 散射测量 342
xploFw~ 12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344
<c ovApx 12.4 光学薄膜常数测量 347
)zXyV]xe 12.4.1 光度法 348
t%U[\\ic 12.4.2 全反射衰减法 354
;-?ZI$ 12.4.3 椭圆偏振法 357
Is@a,k 12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358
N}Ks[2 12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359
Uxemlp%%* 12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360
S/-7Zo&w+ 12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362
j#e.rNG 12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366
=4e=wAO(i 12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368
w"v'dU^ 12.6.1 薄膜微结构 368
p??/r 12.6.2 薄膜微结构检测 371
Uk:.2%S2 12.6.3 雕塑薄膜 372
QWHy=(! 12.6.4 薄膜化学成分检测 373
/Tj"Fl\h 12.7 薄膜非光学特性测量 375
RW7oL:$dt A'(7VJ