《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。 0Ni{UV? k  
vFB^h1k~.M  
s M*ay,v;  
目录 mf)+ 5On  
第一篇 薄膜元学基本理抢 =MMd&  
第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1 A&bj l[s  
1.1 麦克斯韦方程 1 +D:8r|evH  
1.2 平面电磁波 6 
)Qd x  
1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6 Mx$&{.LFJ  
1.2.2 理想介质中的平面波解 7 W"^=RY  
1.2.3 吸收介质中的平面波解 8 ~7U~   
1.3 平均电磁能流密度光强 9 fum.G{}  
1.4 电磁波谱、光谱 10 T4HJy|  
习题 12 Id##367R  
参考文献 12 H#DvCw  
第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14 r:;.?f@  
2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14 r`.N?  
2.1.1 S波反射与透射 14 !TJ,:c]4{!  
2.1.2 P波反射与透射 16 fj))Hnt(|  
2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18 :Ys~Lt54  
2.2.1 S 波反射与透射 18 kQ}n~Hn  
2.2.2 P 波反射与透射 20 zD79M  
2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21 =jJEl=*S  
2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21 )muNfs m  
2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24 k%sH09   
2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30 6:O<k2=2  
2.4.1 平面对称各向异性介质中麦克斯韦方程的分量形式 31 m^G(qoZ]  
2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31 GD{L$#i!  
2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36 9MYk5q.X:  
2.5.1 全反射与倏逝波 36 'Vo8|?.WhX  
2.5.2 全透射 37 EP 4]#]5  
2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38 ~?AEtl#&"  
2.6 反射率和透射率 39 %^pi  
2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40 RHg-Cg`  
2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41 dy&UF,l6  
2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43 $KO2+^%y  
习题 44 w_xca(  
参考文献 44 odsFgh  
第3章 平面光波在平界面层状介质薄膜中的反射与透射 45 :Ko6.|  
3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45 q.VYPkEib  
3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47 u]};QR  
3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53 RhH1nf2UR  
3.3.1 平面分界面多层均匀介质薄膜反射系数和透射系数计算的矩阵方法 53 Y~-y\l;Tr  
3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55  OegeZV  
3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61 !qj[$x-ns  
3.4.1 一阶近似 62 B6Vlc{c5SO  
3.4.2 二阶近似 63 M 9t7y  
3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64 _XV%}Xb'  
3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64 `t&{^ a&Y"  
3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66 fI613ww]  
3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70 pn gto  
3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72 /Hyz]46  
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 Sw\*$g]  
3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75 ViPC Yt`of  
习题 79 DH-M|~.sf^  
参考文献 79 8AuBs;i  
第4章 膜系设计图示法 81 _1p8(n  
4.1 矢量法 81 ?)xIn)#ls  
4.2 导纳图解法 87 QO/0VB42  
4.2.1 单一等效界面等反射率导纳圆图和等相位导纳圆图 87 `}
}:9d  
4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89 - {QU>`2  
4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92 CWn\KR  
4.3 金属膜导纳圆图 97 CJBf5I3  
4.4 膜系层间电场分布 99 N1c=cZ
DV  
习题 100 B7C3r9wj  
参考文献 101 9CY{}g  
第二篇 光学等膜分类反应用 V&M*,#(?  
第5章 增透膜 102 Ey&H?OFiP  
5.1 表面反射对光学系统性能的影响 102 /o9T [^\  
5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104
]:<!(  
5.3 透射滤光片组合透射率 106 N{;!xIv  
5.4 均匀介质增透膜 107 Y%s:oHt  
5.4.1 单层均匀介质增透膜 107 r9i?H  
5.4.2 多层均匀介质增透膜 108 ?Z7`TnG$uf  
5.5 非均匀介质增透膜 113 5i!Q55Yv=,  
5.6 入射角变化对透射率的影响 115 5Q?Jm~H9  
5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117 >='/%Ad  
习题 118 }TmOoi(X@  
参考文献 118 Y'iX   
第6章 高反射膜 120 2bp@m;g$  
6.1 反射镜组合的反射率 120 t4WB^dHYp  
6.2 周期多层膜系的反射率 121 :v&[!  
6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121 2$JGhgDI  
6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122 /4:bx#;A  
6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123 Z!1D4`w  
6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126 |*&l?S  
6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128 ]gk1q{Ql<  
6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129 `8:)? 0Ez  
6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131 ?"6Zf LRi  
6.8 金属反射镜 134 L"bOc'GfQ  
6.8.1 常用金属反射镜 134 06&J!,p :  
6.8.2 金属一介质反射镜 136 Q`ua9oIJ=  
6.9 影响反射特性的因素 137 I"07x'Ahq3  
6.10 高反射镜应用实例 143 'wND  
6.10.1 激光高反射镜 143 _
R4}\3}!  
6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144 )`\hK  
6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145 U v2.Jo/Q  
习题 146 `ONjEl  
参考文献 146 @I_cwUO  
第7章 带通滤光片 149 9wgB JJl7  
7.1 带通滤光片的特性描述 149 e~o
!Qm  
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 M";qo6
  
7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151 e7vm3<m4  
7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151 h)KHc/S  
7.3.2 膜系透射定理 153 ')X(P>  
7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155 J1?

;'  
7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156 {i5?R,a)  
7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164 TR"C<&y$j  
7.4 窄带和中等带宽滤光片 164 [2%[~&4  
7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164 =kjKK
  
7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172 \iuR+I  
7.4.3 诱导带通滤光片 174 _5oTNL2  
7.5 超窄带带通滤光片 183 z5+Pi:1w  
7.6 宽带带通滤光片 185 ]K=#>rZrB  
7.7 带通滤光片的角特性 186 LD$5KaOW  
7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190 9mF'  
7.9 多通道窄带带通滤光片 192 ~6[?=mOi'  
习题 193 zTz}H*U  
参考文献 193 /x<g$!`X  
第8章 截止滤光片 196 wu41Mz7  
8.1 截止滤光片的特性描述 196 7
+O)AU{  
8.2 吸收型截止滤光片 197 ]%\,.&=hT  
8.3 干涉型截止滤光片 198 ,UNb#=
it  
8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198 !NXjax\r  
8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199 pGbfdX
 
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 A~zn;  
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 Y"Cf84E  
8.3.5 透射带内波纹的压缩 208 L
CF}Y{  
8.3.6 截止带的展宽 210 6x+ujUBkK  
8.3.7 透射带的展宽和压缩 212 R+ * ; [  
8.4 金属介质膜截止滤光片 218 48^-]};  
8.5 热反射镜、冷反射镜和太阳能电池覆盖膜 218 ^QK`z@B  
习题 221 mG~_*8}e<  
参考文献 221 E)"19l|}B  
第9章 带阻滤光片 223 N5 ME_)  
9.1 带阻滤光片的特性描述 223 g}an 5a  
9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223 m4:c$5  
9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224 GABZsdFZ!  
9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224 TOwd+]B  
9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227 cc@W 6W  
9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230 -<W?it?D  
9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231 Z}W{ iD{  
9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232 87 Z[0>  
9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233 &Mh.PzO=b  
9.4.2 正弦周期折射率带阻滤光片设计的傅里叶变换方法 234 =|3BkmO  
习题 241 GO"`{|o  
参考文献 241 r`H}f#.KR  
第10章 分光镜 243 "<,lqIqA;  
10.1 中性分光镜 243 Y },E3<  
10.1.1 金属膜中性分光 244 |z
-f8$  
10.1.2 介质膜中性分光 245 *ap,r&]#F  
10.1.3 金属介质膜中性分光 247 *a9cBl'_  
10.2 双色分光镜 249 CM6% g f3  
10.3 偏振分光 254 6h 0qtXn-  
10.3.1 偏振特性的描述 254 ZU4=&K  
10.3.2 平板偏振分光镜 255 ^T=9j.e'ja  
10.3.3 棱镜偏振分光 258 3I)~;>meo  
10.3.4 宽角宽带偏振分光 259 bI):-2&s}  
10.4 消偏振分光 262 {u'szO}k  
10.4.1 偏振分离的描述 263 [xS7ae  
10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267 f56yI]*N=<  
10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271 cslC+e/  
10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273 dwOfEYC  
10.5 分光中的消色差问题 280 Xp<q`w0I,  
习题 281 3efOgP=L  
参考文献 282 "LBMpgpU  
第二篇 薄膜扶术基础 #bOv}1,s  
第11章 薄膜制备技术 283 Z8v\>@?5R  
11.1 真空技术简介 283 m#"_x{oa  
11.1.1 真空的基本知识 283 MZgaQUg  
11.1.2 真空的获得 284 }:m#}s  
11.1.3 真空的测量 286 ddn IKkOp  
11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289 iZGbNN  
11.2.1 蒸镀法 289 wNB?3
v{n  
11.2.2 溅射法 300 |G j.E  
11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306 P1#g{f  
11.3.1 化学气相沉积的原理 307 Vt`4u5HG  
11.3.2 常压化学气相沉积 308 26V6Y2X  
11.3.3 低压化学气相沉积 308 SN6 QX!3  
11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309 dOjly,!  
11.3.5 光化学气相沉积 310 Dri
6\/0  
11.3.6 金属有机化学气相沉积 311 vYg
Ju-Sl  
11.3.7 原子层沉积 312 B'Yx/c&n  
11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313 >AEp\*  
11.4.1 化学镀 313 K\xz|Gq  
11.4.2 阳极氧化法 314 w,%"+tY_  
11.4.3 溶胶一凝胶法 314 /b+~BvTh  
11.4.4 电镀 315 xP8/1wd.  
11.4.5 LB 膜制备技术 315 t]xz7VQ  
11.5 光刻蚀 316 b
(Y   
11.5.1 光刻工艺 316
z#{Y>.b  
11.5.2 光刻胶 317 dXyMRGRUq  
11.5.3 掩模 318 c <TEA  
11.5.4 曝光 318 SKG U)Rn;  
11.5.5 刻蚀方法 318 LkbD='\=  
11.5.6 无掩模刻蚀 321 >+O0W)g{o  
11.5.7 刻蚀图形及折射率 323 ={g"cx  
习题 323 y-pdAkDh  
参考文献 324 AD;m[u7  
第12章 光学薄膜检测技术 326 )nd^@G^  
12.1 光谱分析技术基础 326 7F`\Gz_2  
12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326 Laj/~Ru6  
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 g[cnaS|?  
12.2 薄膜透射率和反射率测量 333 Z%~}*F}7X  
12.2.1 透射率测量 333 |W@ ~mrO  
12.2.2 反射率测量 334 Zpd-ob  
12.3 薄膜吸收和散射测量 338 ; _%zf5;'  
12.3.1 吸收测量 338 5BrN uR$  
12.3.2 散射测量 342  ?K-4T  
12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344 &r,vD,  
12.4 光学薄膜常数测量 347 ~/^fdGr  
12.4.1 光度法 348 %!` %21  
12.4.2 全反射衰减法 354 y&\4Wr9m  
12.4.3 椭圆偏振法 357 *
r.%/^@  
12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358 )xp3 ElH  
12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359 JMAdsg/  
12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360 RHsVG &<j  
12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362 %YVPm*J~  
12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366 uc9h}QJ*  
12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368 8UB2 du@?  
12.6.1 薄膜微结构 368 }$)~HmZw  
12.6.2 薄膜微结构检测 371 J;sQvPHV8  
12.6.3 雕塑薄膜 372 :EW1I>}_  
12.6.4 薄膜化学成分检测 373 4m~y%> &  
12.7 薄膜非光学特性测量 375 Xl=RaV
^X"  
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