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《薄膜光学与薄膜技术基础》 目录 第一篇 薄膜元学基本理抢 第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1 1.1 麦克斯韦方程 1 1.2 平面电磁波 6 1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6 1.2.2 理想介质中的平面波解 7 1.2.3 吸收介质中的平面波解 8 1.3 平均电磁能流密度光强 9 1.4 电磁波谱、光谱 10 习题 12 参考文献 12 第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14 2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14 2.1.1 S波反射与透射 14 2.1.2 P波反射与透射 16 2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18 2.2.1 S 波反射与透射 18 2.2.2 P 波反射与透射 20 2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21 2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21 2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24 2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30 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 2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31 2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36 2.5.1 全反射与倏逝波 36 2.5.2 全透射 37 2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38 2.6 反射率和透射率 39 2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40 2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41 2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43 习题 44 参考文献 44 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 3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45 3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47 3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53 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 3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55 3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61 3.4.1 一阶近似 62 3.4.2 二阶近似 63 3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64 3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64 3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66 3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70 3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72 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 3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75 习题 79 参考文献 79 第4章 膜系设计图示法 81 4.1 矢量法 81 4.2 导纳图解法 87 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 4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92 4.3 金属膜导纳圆图 97 4.4 膜系层间电场分布 99 习题 100 参考文献 101 第二篇 光学等膜分类反应用 第5章 增透膜 102 5.1 表面反射对光学系统性能的影响 102 5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104 5.3 透射滤光片组合透射率 106 5.4 均匀介质增透膜 107 5.4.1 单层均匀介质增透膜 107 5.4.2 多层均匀介质增透膜 108 5.5 非均匀介质增透膜 113 5.6 入射角变化对透射率的影响 115 5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117 习题 118 参考文献 118 第6章 高反射膜 120 6.1 反射镜组合的反射率 120 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 6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122 6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123 6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126 6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128 6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129 6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131 6.8 金属反射镜 134 6.8.1 常用金属反射镜 134 6.8.2 金属一介质反射镜 136 6.9 影响反射特性的因素 137 6.10 高反射镜应用实例 143 6.10.1 激光高反射镜 143 6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144 6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145 习题 146 参考文献 146 第7章 带通滤光片 149 7.1 带通滤光片的特性描述 149 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 7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151 7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151 7.3.2 膜系透射定理 153 7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155 7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156 7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164 7.4 窄带和中等带宽滤光片 164 7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164 7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172 7.4.3 诱导带通滤光片 174 7.5 超窄带带通滤光片 183 7.6 宽带带通滤光片 185 7.7 带通滤光片的角特性 186 7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190 7.9 多通道窄带带通滤光片 192 习题 193 参考文献 193 第8章 截止滤光片 196 8.1 截止滤光片的特性描述 196 8.2 吸收型截止滤光片 197 8.3 干涉型截止滤光片 198 8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198 8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199 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 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 8.3.5 透射带内波纹的压缩 208 8.3.6 截止带的展宽 210 8.3.7 透射带的展宽和压缩 212 8.4 金属介质膜截止滤光片 218 8.5 热反射镜、冷反射镜和太阳能电池覆盖膜 218 习题 221 参考文献 221 第9章 带阻滤光片 223 9.1 带阻滤光片的特性描述 223 9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223 9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224 9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224 9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227 9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230 9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231 9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232 9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233 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 习题 241 参考文献 241 第10章 分光镜 243 10.1 中性分光镜 243 10.1.1 金属膜中性分光 244 10.1.2 介质膜中性分光 245 10.1.3 金属介质膜中性分光 247 10.2 双色分光镜 249 10.3 偏振分光 254 10.3.1 偏振特性的描述 254 10.3.2 平板偏振分光镜 255 10.3.3 棱镜偏振分光 258 10.3.4 宽角宽带偏振分光 259 10.4 消偏振分光 262 10.4.1 偏振分离的描述 263 10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267 10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271 10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273 10.5 分光中的消色差问题 280 习题 281 参考文献 282 第二篇 薄膜扶术基础 第11章 薄膜制备技术 283 11.1 真空技术简介 283 11.1.1 真空的基本知识 283 11.1.2 真空的获得 284 11.1.3 真空的测量 286 11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289 11.2.1 蒸镀法 289 11.2.2 溅射法 300 11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306 11.3.1 化学气相沉积的原理 307 11.3.2 常压化学气相沉积 308 11.3.3 低压化学气相沉积 308 11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309 11.3.5 光化学气相沉积 310 11.3.6 金属有机化学气相沉积 311 11.3.7 原子层沉积 312 11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313 11.4.1 化学镀 313 11.4.2 阳极氧化法 314 11.4.3 溶胶一凝胶法 314 11.4.4 电镀 315 11.4.5 LB 膜制备技术 315 11.5 光刻蚀 316 11.5.1 光刻工艺 316 11.5.2 光刻胶 317 11.5.3 掩模 318 11.5.4 曝光 318 11.5.5 刻蚀方法 318 11.5.6 无掩模刻蚀 321 11.5.7 刻蚀图形及折射率 323 习题 323 参考文献 324 第12章 光学薄膜检测技术 326 12.1 光谱分析技术基础 326 12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326 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 12.2 薄膜透射率和反射率测量 333 12.2.1 透射率测量 333 12.2.2 反射率测量 334 12.3 薄膜吸收和散射测量 338 12.3.1 吸收测量 338 12.3.2 散射测量 342 12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344 12.4 光学薄膜常数测量 347 12.4.1 光度法 348 12.4.2 全反射衰减法 354 12.4.3 椭圆偏振法 357 12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358 12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359 12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360 12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362 12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366 12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368 12.6.1 薄膜微结构 368 12.6.2 薄膜微结构检测 371 12.6.3 雕塑薄膜 372 12.6.4 薄膜化学成分检测 373 12.7 薄膜非光学特性测量 375 
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