《薄膜光学与薄膜技术基础》

《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。 ;d]vAj  
.WuSW[g  
@U1t~f^  
目录 K\s<<dRa  
第一篇 薄膜元学基本理抢 AEElaq.B  
第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1 U)Tl<l<  
1.1 麦克斯韦方程 1 |oe  
1.2 平面电磁波 6 LB}J7yEQvj  
1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6 &!M6{O=~  
1.2.2 理想介质中的平面波解 7 E&U_@ bc-  
1.2.3 吸收介质中的平面波解 8 GZY:EHuz[  
1.3 平均电磁能流密度光强 9 Y4
X`(\A  
1.4 电磁波谱、光谱 10 HEhBOER?  
习题 12 YIb7y1\UM  
参考文献 12 )V*`(dn'zm  
第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14 Uty0mc(  
2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14 sb?!U"v.'  
2.1.1 S波反射与透射 14 aH8]$e8_,\  
2.1.2 P波反射与透射 16 t}OzF cyqN  
2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18 =wD&hDn4  
2.2.1 S 波反射与透射 18 :_,3")-v  
2.2.2 P 波反射与透射 20 y|3("&)"S  
2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21 kX:1=+{xg  
2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21 =U8+1b  
2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24 V-X Ty iv  
2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30 6BEDk!  
2.4.1 平面对称各向异性介质中麦克斯韦方程的分量形式 31 K*4ib/'E a  
2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31 s vS)7]{cU  
2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36 7m?fvKy  
2.5.1 全反射与倏逝波 36 b' ~WS4xlD  
2.5.2 全透射 37 bMv[.Z@v(  
2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38 %P(2uesd  
2.6 反射率和透射率 39 &Mt
0Qa[  
2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40 W%o! m,zFM  
2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41 ~lqNWL^l  
2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43 ]6O(r)k  
习题 44 :/t_5QN  
参考文献 44 hFhC&2HN  
第3章 平面光波在平界面层状介质薄膜中的反射与透射 45 0I2?fz)  
3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45 v!3Oq.ot  
3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47 C^,J6;'  
3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53 ~d ~oC$=TC  
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 j8rxhToC  
3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55 roe_H>  
3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61 ?@MWV  
3.4.1 一阶近似 62 jX*gw6!  
3.4.2 二阶近似 63 +
~M.VsX  
3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64 %dhrXK5  
3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64 ;M\Cw.%![  
3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66 Be<bBKQb  
3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70 QA)W(1  
3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72 `Ao"fRv#  
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 ZU2D.Kf_:  
3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75 X\*H7;k,  
习题 79 zN-Y=-c  
参考文献 79 ?`6Mfpvj96  
第4章 膜系设计图示法 81 -_]Ceq/  
4.1 矢量法 81 1YU?+K  
4.2 导纳图解法 87 ^v:XON<  
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 VD =f 'D  
4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89 frV_5yK'  
4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92
mD*!<<Sw  
4.3 金属膜导纳圆图 97 `1y@c"t  
4.4 膜系层间电场分布 99 8p1:dTI5Pb  
习题 100 .G"T;w6d  
参考文献 101 oU*e=uehj  
第二篇 光学等膜分类反应用 ?g0dr?H  
第5章 增透膜 102 [=u@6Y  
5.1 表面反射对光学系统性能的影响 102 47A[-&y*X  
5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104 =CCddLO  
5.3 透射滤光片组合透射率 106 O~6AX)|&=  
5.4 均匀介质增透膜 107 (/t{z=  
5.4.1 单层均匀介质增透膜 107 KxfH6:\RB  
5.4.2 多层均匀介质增透膜 108 Gvr>n@n  
5.5 非均匀介质增透膜 113 -OKXfN]  
5.6 入射角变化对透射率的影响 115 gI@nE:(m  
5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117 t$R0UprK  
习题 118 /1=x8Sb  
参考文献 118 C/ ]Bx  
第6章 高反射膜 120 {?X +Yw  
6.1 反射镜组合的反射率 120 `/WOP`'zM  
6.2 周期多层膜系的反射率 121 {e0aH `me  
6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121 pF}E`U=Z  
6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122 Vn_>c#B  
6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123 x_/H  
6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126 F#qc#s  
6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128 *0r!eD   
6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129 twaH20  
6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131 xr!A>q+@i  
6.8 金属反射镜 134 pNu?DF{ 3  
6.8.1 常用金属反射镜 134 
2<V`  
6.8.2 金属一介质反射镜 136 f;&XTF5D^  
6.9 影响反射特性的因素 137 [RTo[-ci2  
6.10 高反射镜应用实例 143 e%0IEX  
6.10.1 激光高反射镜 143 UCo<ie\V  
6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144 Kf$6D 79#  
6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145 jDj=a->e^  
习题 146 yC!>7@m  
参考文献 146 2{g&9  
第7章 带通滤光片 149 8. %g&%S  
7.1 带通滤光片的特性描述 149 yDpv+6(a  
7.2 带通滤光片的基本构型一一法布里一咱罗干涉仪及其变形 150 EvA8<o  
7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151 (;HO3Z".q$  
7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151 VHL[Y  
7.3.2 膜系透射定理 153 
a^VI)  
7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155 ;B:\e8  
7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156 7CX5pRNL  
7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164 -}8r1jQH;  
7.4 窄带和中等带宽滤光片 164 X-j<fX_  
7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164 Vu<mOuh
 
7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172 c5[~2e  
7.4.3 诱导带通滤光片 174 ?9*[\m?-  
7.5 超窄带带通滤光片 183 \z.p [;'ir  
7.6 宽带带通滤光片 185 kkj_k:Eah  
7.7 带通滤光片的角特性 186 |(Xxi  
7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190 .ffr2\'*  
7.9 多通道窄带带通滤光片 192 V<KjKa+sG  
习题 193 x LK,Je  
参考文献 193 a4q02 cV  
第8章 截止滤光片 196 ZCfd<NS?  
8.1 截止滤光片的特性描述 196 F5w=tK  
8.2 吸收型截止滤光片 197 A=*6|1w;  
8.3 干涉型截止滤光片 198 Ka"1gbJ|  
8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198 Yg1HvSw\  
8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199 hm1.UE  
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 CY!H)6k  
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 FGpV ]p  
8.3.5 透射带内波纹的压缩 208 =]<X6!0mR  
8.3.6 截止带的展宽 210 .O{_^~w_q  
8.3.7 透射带的展宽和压缩 212  Y@b|/+  
8.4 金属介质膜截止滤光片 218 ~UsE"5  
8.5 热反射镜、冷反射镜和太阳能电池覆盖膜 218 QCfR2Nn}  
习题 221 Jd33QL}Hj  
参考文献 221 $^#q0Yx  
第9章 带阻滤光片 223 cZw_^@!  
9.1 带阻滤光片的特性描述 223 a1v?{vu\E  
9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223 "m}N hoD4  
9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224 %V-Hy;V  
9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224 #Jfmt~ks'  
9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227 sWP_fb1  
9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230 ORfMp'uP=  
9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231 YD5mJ[1t"2  
9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232 N,ZmGzNP)  
9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233  b|Eo\l2  
9.4.2 正弦周期折射率带阻滤光片设计的傅里叶变换方法 234 cs]3Rp^g  
习题 241 pq
]>Ep  
参考文献 241 2y9$ k\<xV  
第10章 分光镜 243 W{kTM4  
10.1 中性分光镜 243 T<mP.T,$!  
10.1.1 金属膜中性分光 244 2W)KfS  
10.1.2 介质膜中性分光 245 <?!%dV{z  
10.1.3 金属介质膜中性分光 247 zR}vR9Ls  
10.2 双色分光镜 249 ,B,0o*qc{K  
10.3 偏振分光 254 =%;TVJk*a  
10.3.1 偏振特性的描述 254 Q+E)_5_sA  
10.3.2 平板偏振分光镜 255 Acb %)Y  
10.3.3 棱镜偏振分光 258 hOm0ND?;1  
10.3.4 宽角宽带偏振分光 259 In}~bNv?  
10.4 消偏振分光 262 t y%Hrw  
10.4.1 偏振分离的描述 263 z+Ej`$E{lD  
10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267 3+I"Dm,  
10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271 k_ijVfI9  
10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273 x0q`Uc  
10.5 分光中的消色差问题 280 0-Wv$o[  
习题 281 tSunO-\y  
参考文献 282 m$$sNPnT  
第二篇 薄膜扶术基础 v+d? #^  
第11章 薄膜制备技术 283 PkF'#W%  
11.1 真空技术简介 283 RM!VAFH   
11.1.1 真空的基本知识 283 en16hd>^W:  
11.1.2 真空的获得 284 eXtlqU$  
11.1.3 真空的测量 286 Gg5>~"pb  
11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289 pA@BW:#  
11.2.1 蒸镀法 289 F^7qr  
11.2.2 溅射法 300 ODPWFdRar  
11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306 N<aMUVm  
11.3.1 化学气相沉积的原理 307 ? UBE0C  
11.3.2 常压化学气相沉积 308 >uYGY{+j[  
11.3.3 低压化学气相沉积 308 ~*RBMHs  
11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309 l'"Ici#7Ls  
11.3.5 光化学气相沉积 310 2L7ogyrU/A  
11.3.6 金属有机化学气相沉积 311 H`jvT]  
11.3.7 原子层沉积 312 =UZm4=T  
11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313 w?M` gl8r  
11.4.1 化学镀 313 u%nhQ%  
11.4.2 阳极氧化法 314 hKN/&P^  
11.4.3 溶胶一凝胶法 314 uBo~PiJ2"  
11.4.4 电镀 315 oMF[<Xf  
11.4.5 LB 膜制备技术 315 |Q#CQz  
11.5 光刻蚀 316 fZ  pUnc  
11.5.1 光刻工艺 316 ??g = `yH  
11.5.2 光刻胶 317 v`~egE17  
11.5.3 掩模 318 qk!,:T  
11.5.4 曝光 318 @)3orH  
11.5.5 刻蚀方法 318 dqw0ns.2  
11.5.6 无掩模刻蚀 321 :n$?wp  
11.5.7 刻蚀图形及折射率 323 O[HBw~  
习题 323 Qy|6A@  
参考文献 324 =b#,OXQ  
第12章 光学薄膜检测技术 326 s"0Hz"[^=  
12.1 光谱分析技术基础 326 e1 P(-V  
12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326 u!I=|1s  
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 0|`iop%(n  
12.2 薄膜透射率和反射率测量 333 3>G"&T{  
12.2.1 透射率测量 333 HmRmZ3~  
12.2.2 反射率测量 334 DM*u;t{i  
12.3 薄膜吸收和散射测量 338 _S6SCSFc  
12.3.1 吸收测量 338 z6bIv}  
12.3.2 散射测量 342 Z`{GjV3%wH  
12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344 Rj/y.g  
12.4 光学薄膜常数测量 347 Hc-Ke1+  
12.4.1 光度法 348 Cg%}=  
12.4.2 全反射衰减法 354 2M?L++i  
12.4.3 椭圆偏振法 357 %CG=mTP  
12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358 `:EU
~4s\  
12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359 E3h-?ugO'  
12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360 RRR=R]  
12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362 9I*`~il>{  
12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366 0tP{
K  
12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368 *^.OqbO[U  
12.6.1 薄膜微结构 368 -v?)E S  
12.6.2 薄膜微结构检测 371 n.xOu`gj  
12.6.3 雕塑薄膜 372 'Rw*WK  
12.6.4 薄膜化学成分检测 373 <+e&E9;>6  
12.7 薄膜非光学特性测量 375 1Et{lrgh f  
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