《
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。
9_?<T;]" 15VvZ![$V mU(v9Jpf7 目录
fK ~8h 第一篇 薄膜元学基本理抢
2}7 _Y6RS* 第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1
W[k rq_c- 1.1 麦克斯韦方程 1
_xH<R 1.2 平面电磁波 6
,cxe"U 1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6
\[qxOZ{ 1.2.2 理想介质中的平面波解 7
~+d{:WY 1.2.3 吸收介质中的平面波解 8
#eN2{G=4+ 1.3 平均电磁能流密度光强 9
CzY18-L@EX 1.4 电磁波谱、
光谱 10
TV0sxod6 习题 12
t^Lb}A#$4 参考文献 12
q sUBvq 第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14
#6
ni~d&0 2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14
O8A(OfX 2.1.1 S波反射与透射 14
KgbBa2@+ 2.1.2 P波反射与透射 16
QgKR=GR6 2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18
$9j>oUG 2.2.1 S 波反射与透射 18
Lagk 2.2.2 P 波反射与透射 20
Nmd{C(^o 2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21
n!AW9] 2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21
bI3GI:hp 2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24
R!%HQA1U 2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30
wd32q7lGo1 2.4.1 平面对称各向异性介质中麦克斯韦方程的分量形式 31
4DDBf j 2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31
=L@CZ" 2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36
6`iYIXnz 2.5.1 全反射与倏逝波 36
8ki3>"!A 2.5.2 全透射 37
b%*`}B 2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38
u,nn\>Y 2.6 反射率和透射率 39
qou\4YZ 2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40
r73W.& 2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41
3s|:7 2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43
pH.&C 5kA 习题 44
?{}P#sn 参考文献 44
PNd'21N 第3章 平面光波在平界面层状介质薄膜中的反射与透射 45
>itNa.K 3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45
Qe7=6< 3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47
oemN$g&7 3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53
*!TQC6b$ 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
livKiX` 3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55
wdf;LM 3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61
)ii aT~
] 3.4.1 一阶近似 62
D
vvi)/< 3.4.2 二阶近似 63
?<BI)[B 3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64
bcvm]aPu 3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64
po'b((q 3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66
,Y6]x^W 3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70
XkkzY5rxOc 3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72
~OsLbz: 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
:*h1ik4t 3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75
J)yg<*/3 习题 79
d
(x'\4(K 参考文献 79
1ig*Xp[ 第4章 膜系设计图示法 81
?>{u@tYL 4.1 矢量法 81
#"~\/sb
4.2 导纳图解法 87
U?Dr0wD;[ 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
<`" 4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89
u?fM.=/N 4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92
JFO,Q
-y\ 4.3 金属膜导纳圆图 97
rv(N0p/ 4.4 膜系层间电场分布 99
EI*~VFx 习题 100
N>YSXh`W`y 参考文献 101
3) d}3w { 第二篇 光学等膜分类反应用
i/n
ee_ 第5章 增透膜 102
[;7zg@Sa 5.1 表面反射对
光学系统性能的影响 102
B|"/bQ 5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104
Ipq0
1
+ 5.3 透射滤光片组合透射率 106
^'`(E_2u 5.4 均匀介质增透膜 107
i ]8bj5j{ 5.4.1 单层均匀介质增透膜 107
VD@$y^!H 5.4.2 多层均匀介质增透膜 108
nyqX\m- 5.5 非均匀介质增透膜 113
$#+D:W)az 5.6 入射角变化对透射率的影响 115
RCYv 2=m>Q 5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117
WA1d8nl 习题 118
Kr'? h'F 参考文献 118
g(X`.0 第6章 高反射膜 120
`Mt|+iT$p 6.1 反射镜组合的反射率 120
D@9 +yu=S 6.2 周期多层膜系的反射率 121
n.a2%,|v 6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121
GTTEg{ 6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122
(B$>o.(JA 6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123
:<B_V< 6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126
D&"lu*"tg 6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128
m:`M&Xs& 6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129
=H23eOS_# 6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131
_eq$C=3Ta 6.8 金属反射镜 134
w0Nm.=I- 6.8.1 常用金属反射镜 134
B0gD4MX/ 6.8.2 金属一介质反射镜 136
_V1:'T8 6.9 影响反射特性的因素 137
>itabG-& 6.10 高反射镜应用实例 143
w9<'0wcs 6.10.1
激光高反射镜 143
'R'hRMD9o 6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144
1hCU"|VH: 6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145
D8u`6/^ 习题 146
hp/pm6 参考文献 146
@ :PMb Ub 第7章 带通滤光片 149
DpA)Vdj 7.1 带通滤光片的特性描述 149
]i6*$qgma 7.2 带通滤光片的基本构型一一法布里一咱罗干涉仪及其变形 150
!*~QB4\2b 7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151
^78N25RU( 7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151
{V(~ 7.3.2 膜系透射定理 153
jlF3LK)9q 7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155
J;>~PXB 7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156
9M7P|Q 7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164
Cj4Y, N 7.4 窄带和中等带宽滤光片 164
ko[d axUB 7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164
<yEApWd; 7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172
WHv6E!^\_ 7.4.3 诱导带通滤光片 174
BQ u8$W 7.5 超窄带带通滤光片 183
HH7WMYoKY 7.6 宽带带通滤光片 185
G8__6v~ 7.7 带通滤光片的角特性 186
E:/!]sm! 7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190
d7r!<u&/ 7.9 多通道窄带带通滤光片 192
v@GhwL 习题 193
oVZzvK(zR 参考文献 193
wE=I3E % 第8章 截止滤光片 196
e~(e&4pb 8.1 截止滤光片的特性描述 196
;qUB[Kw 8.2 吸收型截止滤光片 197
j0~c2 8.3 干涉型截止滤光片 198
9#hp]0S6 8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198
O/Hj-u6&A 8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199
PPySOkmS3 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
1Dhe!
n# 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
xFThs,w 8.3.5 透射带内波纹的压缩 208
*tRsm"} 8.3.6 截止带的展宽 210
\MmOI<Hd- 8.3.7 透射带的展宽和压缩 212
286reeN/e 8.4 金属介质膜截止滤光片 218
V[*>}XQER 8.5 热反射镜、冷反射镜和
太阳能电池覆盖膜 218
[QQM/ ? 习题 221
/*BU5 参考文献 221
11#b%dT 第9章 带阻滤光片 223
Da8gOZ 9.1 带阻滤光片的特性描述 223
.xT{Rz 9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223
B/@LE{qUn 9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224
S _U |w9q 9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224
MbInXv$q2/ 9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227
@73kry v 9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230
eXnSH$uI 9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231
5RWqHPw+ 9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232
iZ}c[hC'3` 9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233
3o>JJJ=] 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
{j`8XWLZZN 习题 241
0nD?X+ u 参考文献 241
-?1R l:rM 第10章 分光镜 243
ST[TKL<] 10.1 中性分光镜 243
F Xr\ 10.1.1 金属膜中性分光 244
U<sGj~"# 10.1.2 介质膜中性分光 245
&0bq3JGW 10.1.3 金属介质膜中性分光 247
J;wBS w%1 10.2 双色分光镜 249
tw
zV-8\ 10.3 偏振分光 254
YCb|eS^u 10.3.1 偏振特性的描述 254
w[3a^ 10.3.2 平板偏振分光镜 255
Btzes. 10.3.3 棱镜偏振分光 258
?<N} Xh 10.3.4 宽角宽带偏振分光 259
8`)* ?Q9~ 10.4 消偏振分光 262
}xBO; 10.4.1 偏振分离的描述 263
hPz=Ec<zW 10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267
WH39=)D%u 10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271
iQ2}*:Jc$ 10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273
M"p%CbcI] 10.5 分光中的消色差问题 280
zx]r.V 习题 281
{t!
&x: 参考文献 282
ge?0>UU;~ 第二篇 薄膜扶术基础
2TB'HNTFx 第11章 薄膜制备技术 283
DQ/rx`BG 11.1 真空技术简介 283
-
(((y)! 11.1.1 真空的基本知识 283
0iR?r+| 11.1.2 真空的获得 284
}m^^6h 11.1.3 真空的测量 286
/!t:MK; 11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289
[ypE[ 11.2.1 蒸镀法 289
M,ybj5:6 11.2.2 溅射法 300
mDv<d =p! 11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306
_s0)Dl6K 11.3.1 化学气相沉积的原理 307
9-_Lc< 11.3.2 常压化学气相沉积 308
?F$ #t6Q 11.3.3 低压化学气相沉积 308
r
20! 11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309
+ 0*\q 11.3.5 光化学气相沉积 310
=a=:+q g 11.3.6 金属有机化学气相沉积 311
HfH_jnR* 11.3.7 原子层沉积 312
^q& Rl\ 11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313
iumwhb 11.4.1 化学镀 313
3w p@OF_ 11.4.2 阳极氧化法 314
H$^9#{ 11.4.3 溶胶一凝胶法 314
f9Xa}* 11.4.4 电镀 315
baTd;`Pn 11.4.5 LB 膜制备技术 315
"x;FE<I 11.5 光刻蚀 316
@mg5vt!$` 11.5.1 光刻工艺 316
kxyOe[7 S 11.5.2 光刻胶 317
jz;{,F 11.5.3 掩模 318
5$>buYF 11.5.4 曝光 318
Dt7z<1-)l 11.5.5 刻蚀方法 318
FcZ)^RQ4G 11.5.6 无掩模刻蚀 321
seAEv0YWz 11.5.7 刻蚀图形及折射率 323
Glx{Zu= 习题 323
iI'ib-d 参考文献 324
jjEu 第12章 光学薄膜检测技术 326
1TfFWlf[B 12.1 光谱分析技术基础 326
~~"U[G1 12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326
|=VWE>g 12.1.2 紫外一可见光分光光度计和傅里叶变换红外光谱仪 330
2{l|<' 12.2 薄膜透射率和反射率测量 333
rbv 12.2.1 透射率测量 333
Jc5YGj 7 12.2.2 反射率测量 334
=2rdbq6R 12.3 薄膜吸收和散射测量 338
!U2<\!_ 12.3.1 吸收测量 338
e~># M$ 12.3.2 散射测量 342
>Q"3dw 12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344
_^RN$4.R> 12.4 光学薄膜常数测量 347
Uh1UZ
r 12.4.1 光度法 348
x@O)QaBN! 12.4.2 全反射衰减法 354
!~7lY]_U 12.4.3 椭圆偏振法 357
k+i0@G'C( 12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358
f0%'4t 12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359
#^|2PFh5 12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360
pV:44 12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362
wM;=^br 12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366
MZX@Gi<S[ 12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368
&E!m(|6?+ 12.6.1 薄膜微结构 368
B 2_fCSlg 12.6.2 薄膜微结构检测 371
,.=7{y~ 12.6.3 雕塑薄膜 372
?/@XJcm+ 12.6.4 薄膜化学成分检测 373
;.$vDin6 12.7 薄膜非光学特性测量 375
HKOSS-`5 x2b
t^!t.