《
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。
7Z+4F=2ff |+Fko8- \-B8`ah 目录
Wq1% 第一篇 薄膜元学基本理抢
t)Mi,ljY[ 第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1
h{&}p-X&[ 1.1 麦克斯韦方程 1
9,`eYAu 1.2 平面电磁波 6
-_RMiGM?T 1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6
P~y% 1.2.2 理想介质中的平面波解 7
B2PjS1z2 1.2.3 吸收介质中的平面波解 8
5g3D}F>OJ 1.3 平均电磁能流密度光强 9
d)&}%
2ku 1.4 电磁波谱、
光谱 10
& A%*sD6 习题 12
2Po e-= 参考文献 12
N>S_Vgk} 第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14
Z;6v`;[ 2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14
tGcp48R-:+ 2.1.1 S波反射与透射 14
:NJ(QkTZv 2.1.2 P波反射与透射 16
P<@V 2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18
1\_S1ZS 2.2.1 S 波反射与透射 18
mPy=,xYyC 2.2.2 P 波反射与透射 20
2O^7zW 2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21
? LA>5 2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21
{>E`Zf: 2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24
Rs0O4.yi;@ 2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30
CVp`G"W: 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
A[F tPk{k 2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31
"r Bb2. 2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36
z+>FKAF 2.5.1 全反射与倏逝波 36
n.{Ud\| 2.5.2 全透射 37
$-zt,iRyV 2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38
4ACL|RF)A 2.6 反射率和透射率 39
JlZU31Xws 2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40
-c"nx$ 2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41
%B&y^mZv*\ 2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43
H +O7+=& 习题 44
Ungex@s_ 参考文献 44
4PwjG;!K 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
zCZ]` 3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45
cg-\|H1 3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47
O(~74:#* 3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53
06FBI?;|= 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
h
<s.o#8 3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55
N<lO!x1[H* 3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61
~@=*JzP? 3.4.1 一阶近似 62
&QaFX,N" 3.4.2 二阶近似 63
A.@S>H'P
3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64
0:Ow$ 3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64
lLq:(zMH 3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66
YY\$lM 3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70
2E
Ufd\ 3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72
uTgvMkO 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
8ug\GlZc 3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75
z@Klj qN 习题 79
EZ6\pyNB0# 参考文献 79
?U\@?@ 第4章 膜系设计图示法 81
t u)kWDk 4.1 矢量法 81
^W&qTSjh 4.2 导纳图解法 87
>}& :y{z~ 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
'jr\F2 4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89
YueYa#7z 4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92
p~/ 4.3 金属膜导纳圆图 97
O#j&8hQ> 4.4 膜系层间电场分布 99
&!|' EW 习题 100
mBQA~@} 参考文献 101
Fj?gXc5{ 第二篇 光学等膜分类反应用
(#uz_/xXa 第5章 增透膜 102
?AMn>v 5.1 表面反射对
光学系统性能的影响 102
k/6Qwb# 5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104
avJ%J"j8z 5.3 透射滤光片组合透射率 106
yK1@`3@? 5.4 均匀介质增透膜 107
Oz3JMZe 5.4.1 单层均匀介质增透膜 107
?Xdb%. 5.4.2 多层均匀介质增透膜 108
(gdi2 5.5 非均匀介质增透膜 113
2P`Z>_ 5.6 入射角变化对透射率的影响 115
<'{*6f@n 5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117
d`}t!]Gg 习题 118
aYJTSgW 参考文献 118
eflmD$]SW 第6章 高反射膜 120
qK_jgj=w 6.1 反射镜组合的反射率 120
zv~dW4' 6.2 周期多层膜系的反射率 121
i?{cB!7 6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121
z(00"ei 6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122
F(!9;O5J] 6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123
/0.m|Th'm 6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126
{WYJQKs8 6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128
cdBD.sg 6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129
ZGa;' 6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131
fJiY~mQ 6.8 金属反射镜 134
HLlp+;CF>< 6.8.1 常用金属反射镜 134
`>i8$q% 6.8.2 金属一介质反射镜 136
Kc3BVZ71 6.9 影响反射特性的因素 137
8@$`'h^6 6.10 高反射镜应用实例 143
z CS.P.$ 6.10.1
激光高反射镜 143
4l2/eh]Hc( 6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144
xF/u('A 6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145
jpGZ&L7i& 习题 146
*n"{] tj^> 参考文献 146
-nHt6AbqP 第7章 带通滤光片 149
>8v4fk
IK 7.1 带通滤光片的特性描述 149
UrMEL;@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
3xhGmD\SKO 7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151
jTeHI|b 7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151
O`M6=\ 7.3.2 膜系透射定理 153
rEoMj)~\4& 7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155
// k`X 7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156
5YZh e4R 7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164
l;~b:[r 7.4 窄带和中等带宽滤光片 164
S6<z2-y 7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164
m@,u&9K 7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172
~W>3EJghR, 7.4.3 诱导带通滤光片 174
v,[E*qMN 7.5 超窄带带通滤光片 183
|E}-j;( 7.6 宽带带通滤光片 185
++gWyzD 7.7 带通滤光片的角特性 186
Rj'Tu0l 7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190
ehpU`vQz 7.9 多通道窄带带通滤光片 192
6zZT5
Kn 习题 193
D\4pLm"!v 参考文献 193
~Y_5q)t( 第8章 截止滤光片 196
E ',z<S 8.1 截止滤光片的特性描述 196
vWs#4JoG 8.2 吸收型截止滤光片 197
|7$Q'3V 8.3 干涉型截止滤光片 198
qexnsL 8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198
: Yb_ 8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199
+{r~-Rn3 8.3.3 [(0.5H)L(0.5H)]和[ (0.5L) H(0.5L)]类型对称膜系的光学等效导纳和等效相位 201
2+oS'nL 8.3.4 [(0.5H)L(0.5H)Jm 和[(0.5L) H(0.5L)]m类型周期对称膜系的透射率 203
>d9b"T 8.3.5 透射带内波纹的压缩 208
5qL;@Y 8.3.6 截止带的展宽 210
)8JfBzR 8.3.7 透射带的展宽和压缩 212
]YciLc( 8.4 金属介质膜截止滤光片 218
"XB6k0.# 8.5 热反射镜、冷反射镜和
太阳能电池覆盖膜 218
M(|6YF7u 习题 221
-UBH,U 参考文献 221
2{6%+>jB 第9章 带阻滤光片 223
M669G;w(K 9.1 带阻滤光片的特性描述 223
u[<ij 9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223
sJ>JHv 9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224
.3
S9=d? 9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224
^&z3zFTp 9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227
v[b|J7k 9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230
j9d^8)O, 9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231
DUMC4+i 9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232
KKRj#m(:! 9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233
z=j,-d%9 9.4.2 正弦周期折射率带阻滤光片设计的傅里叶变换方法 234
@TraEBJGL 习题 241
\hO}3;*& 参考文献 241
GQ8A}gwH 第10章 分光镜 243
(^~0%1 10.1 中性分光镜 243
sLOkLz"x 10.1.1 金属膜中性分光 244
wZs jbNf`K 10.1.2 介质膜中性分光 245
<*@!>6mS 10.1.3 金属介质膜中性分光 247
Swxur+hfH 10.2 双色分光镜 249
g@Z7f y7 10.3 偏振分光 254
E5X#9;U8E" 10.3.1 偏振特性的描述 254
($X2SIZh 10.3.2 平板偏振分光镜 255
g/W&Ap;qVL 10.3.3 棱镜偏振分光 258
#GfM!<q< 10.3.4 宽角宽带偏振分光 259
(Rs|"];?Z 10.4 消偏振分光 262
7csMk5NU'< 10.4.1 偏振分离的描述 263
5?34<B 10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267
%%{f-\-7Ig 10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271
3>#io^35 10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273
\^3cNw 10.5 分光中的消色差问题 280
g?gF*^_0 习题 281
K9_@[}Ge 参考文献 282
w gkY\Q 第二篇 薄膜扶术基础
bNG7A[|B 第11章 薄膜制备技术 283
E G J/r 11.1 真空技术简介 283
9zNMv- 11.1.1 真空的基本知识 283
YfUo=ku 11.1.2 真空的获得 284
``,q[| 11.1.3 真空的测量 286
Vif)e4{Pn 11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289
U1=]iG<% 11.2.1 蒸镀法 289
_ YcIGOL 11.2.2 溅射法 300
M6lNdK 11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306
zxrbEE Q 11.3.1 化学气相沉积的原理 307
4CK$W`V 11.3.2 常压化学气相沉积 308
, D} 11.3.3 低压化学气相沉积 308
D9r4oRkP* 11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309
2&0#'Tb 11.3.5 光化学气相沉积 310
_}l7f 11.3.6 金属有机化学气相沉积 311
#^9a[ZLj0 11.3.7 原子层沉积 312
3a?dNwM@ 11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313
*@fVog r^ 11.4.1 化学镀 313
<.U(%`| 11.4.2 阳极氧化法 314
iHk/#a 11.4.3 溶胶一凝胶法 314
6Zmzo,{ 11.4.4 电镀 315
NI2-*G_M 11.4.5 LB 膜制备技术 315
|HQFqa< 11.5 光刻蚀 316
PcEE@W9 11.5.1 光刻工艺 316
Og :aflS 11.5.2 光刻胶 317
. sv
uXB 11.5.3 掩模 318
(BZd%! 11.5.4 曝光 318
o>y@1%aU 11.5.5 刻蚀方法 318
"rcV?5?v~ 11.5.6 无掩模刻蚀 321
zC WN,K` 11.5.7 刻蚀图形及折射率 323
qFwAzW;" 习题 323
#RWmP$+#= 参考文献 324
<xwaFZ 第12章 光学薄膜检测技术 326
-f=4\3y3p 12.1 光谱分析技术基础 326
$c];&)7q 12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326
im@c|| 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
4=ZN4=(_[ 12.2 薄膜透射率和反射率测量 333
t}2M8ue(& 12.2.1 透射率测量 333
Ht7v+lY90^ 12.2.2 反射率测量 334
(2'q~Z+>' 12.3 薄膜吸收和散射测量 338
Ta)6ly7' 12.3.1 吸收测量 338
gjP bhY=C[ 12.3.2 散射测量 342
wiM-TFT~ 12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344
N3|aNQ=X0 12.4 光学薄膜常数测量 347
BF(Kaf;<t. 12.4.1 光度法 348
x}jiHV@= 12.4.2 全反射衰减法 354
gFw-P#t 12.4.3 椭圆偏振法 357
P+(Ys[J3 12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358
%VGQ{: 12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359
0r%,|FaS 12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360
2-DJ3OL]k 12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362
=f=,YcRn+ 12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366
sXR}#*8p
12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368
Kc{~Q 12.6.1 薄膜微结构 368
3.?B') 12.6.2 薄膜微结构检测 371
jHM}({)- 12.6.3 雕塑薄膜 372
--g?`4 12.6.4 薄膜化学成分检测 373
Ov|Uux 12.7 薄膜非光学特性测量 375
cQ`+ A|q ^Z G 3{>