《
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。
% _.kd" SAVA6
64 @5RbMf{ 目录
uqotVil, 第一篇 薄膜元学基本理抢
hr@kU x 第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1
#Vy8<Vy&w 1.1 麦克斯韦方程 1
4 EE7gkM5 1.2 平面电磁波 6
~:krJ[= 1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6
u+7S/9q8 1.2.2 理想介质中的平面波解 7
y:HH@aa) 1.2.3 吸收介质中的平面波解 8
#"qP4S2 1.3 平均电磁能流密度光强 9
| V:9 ][\ 1.4 电磁波谱、
光谱 10
v:F_!Q 习题 12
W5*Kq^6Pd 参考文献 12
1agNwFd~ 第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14
Xi~7pH 2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14
:{LNr!I?I 2.1.1 S波反射与透射 14
!qu/m B 2.1.2 P波反射与透射 16
JW},7Ox 2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18
`VrQ?s 2.2.1 S 波反射与透射 18
~dBx< 2.2.2 P 波反射与透射 20
41v#|%\w 2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21
bu8AOtY9E- 2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21
yE#.Q<4 2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24
<dGph 2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30
fi~jT"_CI 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
gy`WBg(7x 2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31
[xdi.6% 2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36
gF>t+"+x 2.5.1 全反射与倏逝波 36
^~1Z"kAnT 2.5.2 全透射 37
j4:Xel/ 2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38
} *jmW P 2.6 反射率和透射率 39
JKz]fgOd$ 2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40
ym8pB7E7% 2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41
i7b^b>B|e 2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43
1EMud,,: 习题 44
fm0]nT 参考文献 44
@~QI3)=s 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
~f:"Q(f+ 3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45
2b/Cs#- 3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47
hLr\;Swyp 3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53
udOdXz6K? 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
{O6yJckH 3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55
G3o `\4p 3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61
K|Xr~\= 3.4.1 一阶近似 62
OWc~=Cr 3.4.2 二阶近似 63
hCb2<_3CR 3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64
af'gk&% 3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64
JRR,ooN*i 3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66
:6qt[(<" 3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70
4-?zW 3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72
W1&"dT@ 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
6~-,.{Y 3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75
qg2Vmj<H 习题 79
v?YxF} 参考文献 79
f~R+Q/Gtz` 第4章 膜系设计图示法 81
20]p< 4.1 矢量法 81
f@ILC=c< 4.2 导纳图解法 87
nT%ko7~- 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
Kk).KgR 4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89
}tO>&$
Z6f 4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92
8+ ]'2{ 4.3 金属膜导纳圆图 97
@A|#/]S1 4.4 膜系层间电场分布 99
g`w46X 习题 100
c,:nWf 参考文献 101
uO)vGzt3^x 第二篇 光学等膜分类反应用
}]Nt:_UCX 第5章 增透膜 102
H*P[tyz$ 5.1 表面反射对
光学系统性能的影响 102
+{#L,0t 5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104
7GvMKtuSK 5.3 透射滤光片组合透射率 106
*c>B-Fo/D 5.4 均匀介质增透膜 107
{rwT4]4 5.4.1 单层均匀介质增透膜 107
Qff.QI, 5.4.2 多层均匀介质增透膜 108
&xpvHKJl 5.5 非均匀介质增透膜 113
-ykD/ 5.6 入射角变化对透射率的影响 115
4y.qtiIP>$ 5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117
G+&pq 习题 118
\EXa 9X2 参考文献 118
pqTaN=R8 第6章 高反射膜 120
(*_lLM@Cd 6.1 反射镜组合的反射率 120
,M~> t7+ 6.2 周期多层膜系的反射率 121
phQ{<wzwp 6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121
B}"V.Msv/ 6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122
tH~>uOZW 6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123
cwOa"]t} 6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126
1IlOU|4 6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128
eL<jA9cJ9 6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129
7X)4ec9H\ 6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131
gWL`J=DiU 6.8 金属反射镜 134
!zsrORF{ 6.8.1 常用金属反射镜 134
/=T:W*C 6.8.2 金属一介质反射镜 136
<xe_t=N 6.9 影响反射特性的因素 137
T2n3g|4 6.10 高反射镜应用实例 143
F+ 7*SImv6 6.10.1
激光高反射镜 143
JL>frS3M 6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144
&F:.OVzX 6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145
[k0/ZfFwV 习题 146
[RF]lM]w 参考文献 146
S{3c}>n 第7章 带通滤光片 149
>FKwFwT4D 7.1 带通滤光片的特性描述 149
7#c4.9b? 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
4*D"*kR; 7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151
&po!X ) 7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151
(tX)r4VU 7.3.2 膜系透射定理 153
]G
D`
f 7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155
+,]VXH<y 7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156
k]^ya?O]p 7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164
.wmqaLd% 7.4 窄带和中等带宽滤光片 164
2% /Kf}+ 7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164
CxNxb)c & 7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172
m@u%3*: 7.4.3 诱导带通滤光片 174
E N CWOj 7.5 超窄带带通滤光片 183
->X>h_k.Y 7.6 宽带带通滤光片 185
;4(}e{ 7.7 带通滤光片的角特性 186
"Zx<hL* 7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190
L`e19I$ 7.9 多通道窄带带通滤光片 192
d S'J @e=# 习题 193
NuOxEyC 参考文献 193
U82mO+} 第8章 截止滤光片 196
oH!O{pQK} 8.1 截止滤光片的特性描述 196
Zxhbnl6 8.2 吸收型截止滤光片 197
QxN1N^a0 8.3 干涉型截止滤光片 198
Fi;H 8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198
x$bUd 9 8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199
2P)O
0j\/ 8.3.3 [(0.5H)L(0.5H)]和[ (0.5L) H(0.5L)]类型对称膜系的光学等效导纳和等效相位 201
x}nBUq: 8.3.4 [(0.5H)L(0.5H)Jm 和[(0.5L) H(0.5L)]m类型周期对称膜系的透射率 203
TVx
`&C+ 8.3.5 透射带内波纹的压缩 208
5&h">_j 8.3.6 截止带的展宽 210
(Li0*wRb 8.3.7 透射带的展宽和压缩 212
fm`V 2'Rm 8.4 金属介质膜截止滤光片 218
qTN%9!0@9 8.5 热反射镜、冷反射镜和
太阳能电池覆盖膜 218
4 ob W> 习题 221
ggiy{CdR 参考文献 221
_ziSH 3( 第9章 带阻滤光片 223
096Yd=3h 9.1 带阻滤光片的特性描述 223
z#ki# o 9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223
q*|Alrm 9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224
2%L`b"9}V 9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224
6
Bdxdx*zt 9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227
/PeT4hW} 9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230
""XAUxo 9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231
xY#J((-iH 9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232
(XW'1@b 9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233
=JgR c7 9.4.2 正弦周期折射率带阻滤光片设计的傅里叶变换方法 234
[U8/nT 习题 241
ZJQFn 参考文献 241
<+-n
lK4 第10章 分光镜 243
-{k8^o7$ 10.1 中性分光镜 243
d1/9
A-{ 10.1.1 金属膜中性分光 244
H@Ot77(* 10.1.2 介质膜中性分光 245
*d;TpwUI 10.1.3 金属介质膜中性分光 247
{_\cd.AuT 10.2 双色分光镜 249
%),u0:go 10.3 偏振分光 254
Vub6wb<G[ 10.3.1 偏振特性的描述 254
GT)7VF rL 10.3.2 平板偏振分光镜 255
Z#-N$%^F 10.3.3 棱镜偏振分光 258
[}j a\!P 10.3.4 宽角宽带偏振分光 259
(lVMy\ 10.4 消偏振分光 262
u*;H$& 10.4.1 偏振分离的描述 263
NytTyk) 10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267
_<FUS'" 10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271
;'8Wl 10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273
5;HGS{` 10.5 分光中的消色差问题 280
;"x+V gS' 习题 281
|xcC'1WU 参考文献 282
gqy>;A:kO 第二篇 薄膜扶术基础
H~nX!sO 第11章 薄膜制备技术 283
?%UiW7}j'; 11.1 真空技术简介 283
h!%y,4IBR 11.1.1 真空的基本知识 283
XLCqB|8`V 11.1.2 真空的获得 284
6>rz=yAM_ 11.1.3 真空的测量 286
n}IGxum8` 11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289
EI6kBRMo 11.2.1 蒸镀法 289
BJWlx*U] 11.2.2 溅射法 300
Lr"cO|F 11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306
~Yi4?B< 11.3.1 化学气相沉积的原理 307
v$Fz^<Na 11.3.2 常压化学气相沉积 308
gM>?w{!LBx 11.3.3 低压化学气相沉积 308
n19A>,m 11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309
`1(ED= | 11.3.5 光化学气相沉积 310
v0oVbHO5< 11.3.6 金属有机化学气相沉积 311
ocW~I3 11.3.7 原子层沉积 312
IiqqdU] 11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313
5%WAnh 11.4.1 化学镀 313
l3>e-kP 11.4.2 阳极氧化法 314
x4c|/}\)*
11.4.3 溶胶一凝胶法 314
b)Da6fp 11.4.4 电镀 315
#<b\B qYG 11.4.5 LB 膜制备技术 315
g:)iEw>a 11.5 光刻蚀 316
*/aQ+%>jf 11.5.1 光刻工艺 316
G&^8)S@1 11.5.2 光刻胶 317
+] ;WN 11.5.3 掩模 318
(LmU\ Pe% 11.5.4 曝光 318
$.4A?,d 11.5.5 刻蚀方法 318
%'s_=r` 11.5.6 无掩模刻蚀 321
y!P!Fif' 11.5.7 刻蚀图形及折射率 323
B2Y.1mXq 习题 323
trwQ@7 参考文献 324
o/o6|[=3 第12章 光学薄膜检测技术 326
E#:!&{O 12.1 光谱分析技术基础 326
sED"}F) 12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326
zY:3*DiM 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
\]f+{d-& 12.2 薄膜透射率和反射率测量 333
9)W3\I>U- 12.2.1 透射率测量 333
ial{A6X 12.2.2 反射率测量 334
/7#e 12.3 薄膜吸收和散射测量 338
AaA!U!B 12.3.1 吸收测量 338
Hq::F? 12.3.2 散射测量 342
fm-m?= 12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344
d-1D:Hs? 12.4 光学薄膜常数测量 347
8bdO-LJ9 12.4.1 光度法 348
5s3QN{h8 12.4.2 全反射衰减法 354
E|c(#P{ 12.4.3 椭圆偏振法 357
]#f%Dku.m 12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358
?g4Rk9<!i 12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359
3W[?D8yi) 12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360
uPl}NEwU| 12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362
KLW5Ad:/rI 12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366
\f^xlX3&` 12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368
w6!97x 12.6.1 薄膜微结构 368
E8r6P:5d` 12.6.2 薄膜微结构检测 371
K0j%\]\Tp 12.6.3 雕塑薄膜 372
z8t;jw 12.6.4 薄膜化学成分检测 373
$+GDPYm' 12.7 薄膜非光学特性测量 375
rHw#<oV ?V!5VHa