《
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。
2f|6z-Z T3Frc ]6,4 X%GD0h]X# 目录
n1*&%d'7 第一篇 薄膜元学基本理抢
Re*|$r# 第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1
I( ]BMMj 1.1 麦克斯韦方程 1
-=$% { 1.2 平面电磁波 6
20UqJM8Ot 1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6
#M5_em4kN 1.2.2 理想介质中的平面波解 7
IV{FH&t^T" 1.2.3 吸收介质中的平面波解 8
P3iA(3I24< 1.3 平均电磁能流密度光强 9
"F-Y^ 1.4 电磁波谱、
光谱 10
%M{k.FE( 习题 12
~n[b^b
参考文献 12
*O@sh 第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14
/
l".}S 2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14
T&r +G!2 2.1.1 S波反射与透射 14
nW4Vct 2.1.2 P波反射与透射 16
hCzjC|EO~ 2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18
W.A1m4l58R 2.2.1 S 波反射与透射 18
E@w[ 2.2.2 P 波反射与透射 20
LBiowd[ 2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21
^
<qrM 2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21
[N)#/6j 2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24
GS\%mPZ 2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30
1GtOA3,~;- 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
E:
9o;JU 2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31
F=XF] 2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36
,>;!%Ui/p 2.5.1 全反射与倏逝波 36
2B7h9P.N B 2.5.2 全透射 37
GR,J0LT 2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38
fNkuX-om 2.6 反射率和透射率 39
XQ]`&w( 2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40
>']+OrQH 2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41
BlXX:aZv 2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43
*B0V<mV 习题 44
$ye^uu;Z 参考文献 44
4d!S#zx 第3章 平面光波在平界面层状介质薄膜中的反射与透射 45
f1A_`$> 3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45
nV'3sUvR# 3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47
OI+E
(nA 3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53
hM~eJv 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
_=ugxL #eB 3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55
wGPotPdE2 3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61
mc?';dEG 3.4.1 一阶近似 62
M[~Jaxw% 3.4.2 二阶近似 63
W.^Ei\w/t 3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64
Vo%Yf9C 3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64
xw ?CMA 3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66
ITONpg[f 3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70
;Xqn-R 3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72
OR]T`meO 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
! ,@ZQS 3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75
-Q#o)o
习题 79
N/K=Ygv. 参考文献 79
( :{"C6x 第4章 膜系设计图示法 81
@rF/]UJ 4.1 矢量法 81
Y)|~:& tZ 4.2 导纳图解法 87
@%c81rv? 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
r*chL&7 4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89
u+i (";\ 4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92
!#?8BwnaZ 4.3 金属膜导纳圆图 97
YgEM:'1f 4.4 膜系层间电场分布 99
0Q'v HZ" 习题 100
5:UyUB 参考文献 101
u)v$JpNE 第二篇 光学等膜分类反应用
y0<Uu 第5章 增透膜 102
`)$`-Pw* 5.1 表面反射对
光学系统性能的影响 102
<s_=-"
il 5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104
.)7:= 5.3 透射滤光片组合透射率 106
, ;%yf? 5.4 均匀介质增透膜 107
pYt/378w 5.4.1 单层均匀介质增透膜 107
Nsn~@.UuSW 5.4.2 多层均匀介质增透膜 108
8V-,Xig;` 5.5 非均匀介质增透膜 113
34ha26\np 5.6 入射角变化对透射率的影响 115
~Q?!W0ZBE 5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117
A[`G^$ 习题 118
ZHCr2^w6
参考文献 118
.5.8;/
/ 第6章 高反射膜 120
~].ggcl`w 6.1 反射镜组合的反射率 120
g` [` P@ 6.2 周期多层膜系的反射率 121
>Q=Ukn;k 6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121
nLj&Uf& 6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122
$o.Kn9\ 6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123
e0 u,zg+m 6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126
n_P3\Y| 6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128
b#/i.!:a 6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129
^O)ve^P 6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131
%&+TbDE+T 6.8 金属反射镜 134
0I5&a 6.8.1 常用金属反射镜 134
-f?A h 6.8.2 金属一介质反射镜 136
F~6#LT 6.9 影响反射特性的因素 137
i)8N(HN 6.10 高反射镜应用实例 143
RPH1''*! 6.10.1
激光高反射镜 143
2+.18"rvi 6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144
vc8?I."? 6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145
~zF2`. 习题 146
l}rS{+:wK 参考文献 146
(#|{%4g@> 第7章 带通滤光片 149
y bQP E/9 7.1 带通滤光片的特性描述 149
"'a* [% 7.2 带通滤光片的基本构型一一法布里一咱罗干涉仪及其变形 150
SdJ/4&{ ! 7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151
g$FEEDF 7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151
Gr: 3{o` 7.3.2 膜系透射定理 153
26L~X[F 7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155
)\ZzTS 7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156
Cqxv"NN 7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164
.<#ATFmY 7.4 窄带和中等带宽滤光片 164
>$H|:{D 7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164
9S1)U$ 7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172
vfw A$7N 7.4.3 诱导带通滤光片 174
3A,rHYS 7.5 超窄带带通滤光片 183
e;VIL 2| 7.6 宽带带通滤光片 185
s+Q;pRZW{ 7.7 带通滤光片的角特性 186
+}@8p[`) 7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190
{2
%aCCV 7.9 多通道窄带带通滤光片 192
y3eHF^K+$ 习题 193
WKl+{e 参考文献 193
rNlW7Y 第8章 截止滤光片 196
V&ot3- Rf 8.1 截止滤光片的特性描述 196
6X)@ajGWg~ 8.2 吸收型截止滤光片 197
W3rl^M=r 8.3 干涉型截止滤光片 198
&|Np0R 8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198
~n?>[88" 8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199
^"i~DC 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
Q@-ovuxi 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
/ nZ;v4 8.3.5 透射带内波纹的压缩 208
7dOyxr"H- 8.3.6 截止带的展宽 210
%Dig)<yx 8.3.7 透射带的展宽和压缩 212
Zy0aJN> 8.4 金属介质膜截止滤光片 218
@|\R}k%( 8.5 热反射镜、冷反射镜和
太阳能电池覆盖膜 218
DmqSQA 习题 221
\or G63T: 参考文献 221
A],ooiq< 第9章 带阻滤光片 223
e3(/qMl 9.1 带阻滤光片的特性描述 223
IQH[Q9% 9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223
o[1ylzk}+ 9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224
Sw[{JB;y, 9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224
k2 Q
qZxm! 9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227
xV\5<7qk5g 9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230
9GLb"6+PK 9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231
<F=9*.@D 9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232
A,gEM4 9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233
0N:XIGFa 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
Wu1{[a| 习题 241
MJ{%4S{K,p 参考文献 241
a
W%5~3 第10章 分光镜 243
5nlMrK 10.1 中性分光镜 243
[I;^^#'P 10.1.1 金属膜中性分光 244
%^]?5a! 10.1.2 介质膜中性分光 245
eH%RNtP` 10.1.3 金属介质膜中性分光 247
w5=tlb 10.2 双色分光镜 249
^dm!)4W 10.3 偏振分光 254
x_#-tB 10.3.1 偏振特性的描述 254
[
ho(z30k 10.3.2 平板偏振分光镜 255
;]sYf 10.3.3 棱镜偏振分光 258
;gg\;i}^ 10.3.4 宽角宽带偏振分光 259
?.=}pAub 10.4 消偏振分光 262
&>g'$a<[ 10.4.1 偏振分离的描述 263
dt}_D={Be 10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267
-O!/Jv"{,[ 10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271
a2 +~;{?g 10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273
t2HJsMX 10.5 分光中的消色差问题 280
Dnf*7)X 习题 281
rQ`i8GF 参考文献 282
o=J9 第二篇 薄膜扶术基础
SQ*k =4*r 第11章 薄膜制备技术 283
Q]/Uq~m C 11.1 真空技术简介 283
V5F%_,No 11.1.1 真空的基本知识 283
8;14Q7,S 11.1.2 真空的获得 284
Y?J"wdWJNB 11.1.3 真空的测量 286
PQN@JaD 11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289
v"& pQ 11.2.1 蒸镀法 289
<S75($ 11.2.2 溅射法 300
!k3e\v| 11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306
M$4[)6Y 11.3.1 化学气相沉积的原理 307
BQH}6ueZ 11.3.2 常压化学气相沉积 308
s*/ bi
W 11.3.3 低压化学气相沉积 308
]i<[d, 11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309
'B5^P 11.3.5 光化学气相沉积 310
|*/[`|*G 11.3.6 金属有机化学气相沉积 311
ew _-Eb 11.3.7 原子层沉积 312
r}#\BbCv;7 11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313
d[p;T\?" 11.4.1 化学镀 313
FGWN}&K 11.4.2 阳极氧化法 314
(Rt7%{* 11.4.3 溶胶一凝胶法 314
bHLT}x/Gw 11.4.4 电镀 315
EtbnE*S 11.4.5 LB 膜制备技术 315
GeszgtK{T 11.5 光刻蚀 316
@Jm7^;9/ 11.5.1 光刻工艺 316
;V^pL((5J 11.5.2 光刻胶 317
c;0Vs,DUmG 11.5.3 掩模 318
8to8!( 11.5.4 曝光 318
bV8g|l-4( 11.5.5 刻蚀方法 318
3>E%e!D% 11.5.6 无掩模刻蚀 321
WQyLf;!Lz 11.5.7 刻蚀图形及折射率 323
-=s(l.?Hm5 习题 323
5DOBsf8Jo 参考文献 324
GdV1^`M6 第12章 光学薄膜检测技术 326
m,C1J%{^ 12.1 光谱分析技术基础 326
\`V;z~@iA 12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326
wo_,Y0vfB 12.1.2 紫外一可见光分光光度计和傅里叶变换红外光谱仪 330
v>z tB,,9 12.2 薄膜透射率和反射率测量 333
RrUBpqA 12.2.1 透射率测量 333
1f",}qe; 12.2.2 反射率测量 334
!Z
VU,b> 12.3 薄膜吸收和散射测量 338
xGTP;NT_H 12.3.1 吸收测量 338
kmzH'wktt 12.3.2 散射测量 342
lj+u@Z<xA 12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344
Zo1,1O 12.4 光学薄膜常数测量 347
]Q]W5WDe: 12.4.1 光度法 348
4DZ-bt' 12.4.2 全反射衰减法 354
]smkTo/ 12.4.3 椭圆偏振法 357
uqz]J$ 12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358
R.=}@oPb 12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359
c'/l,k 12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360
N?Lb 12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362
rZ8`sIWQt 12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366
W9NX=gE4 12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368
D %Xo&V[ 12.6.1 薄膜微结构 368
&0f5:M{P 12.6.2 薄膜微结构检测 371
\&U>LwZd? 12.6.3 雕塑薄膜 372
q,
O$ %-70 12.6.4 薄膜化学成分检测 373
:y7c k/> 12.7 薄膜非光学特性测量 375
:
]C~gc |:8bNm5[