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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。
<n\`d 5;TuVU.8Q }T0K^Oe+eS 目录
7j i=E";.w 第一篇 薄膜元学基本理抢
}5O>EXE0R 第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1
wj|x:YZ* 1.1 麦克斯韦方程 1
Uo_tUp_Q 1.2 平面电磁波 6
Bl1Z4` 3 1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6
!sA_?2$ 1.2.2 理想介质中的平面波解 7
t.hm9}UQ 1.2.3 吸收介质中的平面波解 8
rt +..t\ 1.3 平均电磁能流密度光强 9
])#\_'fg 1.4 电磁波谱、
光谱 10
MuEy>dl 习题 12
QldzQ%4c\ 参考文献 12
xq-$\#O 第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14
cQZ652F9 2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14
n1:v HBM@\ 2.1.1 S波反射与透射 14
AdoZs8Q 2.1.2 P波反射与透射 16
=S]a&*M 2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18
N 6O8Wn 2.2.1 S 波反射与透射 18
F X1ZG! 2.2.2 P 波反射与透射 20
} i)$n(A)K 2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21
]&i+!$N_ 2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21
QI!i 2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24
h#Ce_,o 2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30
4R ) |->" 2.4.1 平面对称各向异性介质中麦克斯韦方程的分量形式 31
w3D]~&] 2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31
tllBCuAe 2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36
bYh9sO/l 2.5.1 全反射与倏逝波 36
g.#+z'l 2.5.2 全透射 37
-05U%l1e 2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38
{lz G*4? 2.6 反射率和透射率 39
a%J6f$A# 2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40
PG)_L.7rJ 2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41
eE/%6g 2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43
jlKGXD)Q[ 习题 44
9g?xlue#? 参考文献 44
]Bb7(JX 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
._p""'Sa 3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45
R/<=mZ 3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47
"gNK>< 3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53
N^elVu4 K 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
~j,TVY 3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55
G\Q9IcJ0dY 3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61
K:qOoY 3.4.1 一阶近似 62
n*qN29sx 3.4.2 二阶近似 63
mR":z|6 3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64
de-0?6 3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64
3BMS_,P 3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66
DB&SOe 3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70
,bSVVT-b 3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72
Bx X$5u 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
Wm6dQQ;Bj 3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75
5&4F,v[zp 习题 79
~2N-k1'-' 参考文献 79
.~dEUt/|) 第4章 膜系设计图示法 81
u2`xC4>c 4.1 矢量法 81
3GmK3uM 4.2 导纳图解法 87
135Par5v 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
l6B.6
'4)w 4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89
J7a-CI_Tf 4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92
6hbEO-( 4.3 金属膜导纳圆图 97
&9kiO 4.4 膜系层间电场分布 99
ye r>
x 习题 100
NFoZ4R1gy 参考文献 101
5|WOBOh>`& 第二篇 光学等膜分类反应用
-"Gl
4) 第5章 增透膜 102
@]3*B%t 5.1 表面反射对
光学系统性能的影响 102
l/ V&s< 5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104
HRRngk#lV 5.3 透射滤光片组合透射率 106
\3 KfD'L 5.4 均匀介质增透膜 107
"<dN9l> 5.4.1 单层均匀介质增透膜 107
`03<0L 5.4.2 多层均匀介质增透膜 108
-g2{681`r 5.5 非均匀介质增透膜 113
6IF|3@yD 5.6 入射角变化对透射率的影响 115
._BB+G 5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117
@c"yAy^t 习题 118
iy
3DX|] 参考文献 118
A[Cg/
+Z 第6章 高反射膜 120
Pt3[|4L 6.1 反射镜组合的反射率 120
M]s[ "0O 6.2 周期多层膜系的反射率 121
zlX!xqHj 6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121
WRMz]|+}4 6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122
2<.Vv\
= 6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123
mSj76'L# 6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126
!`h~`-]O 6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128
F9D"kG;Dk 6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129
F r/QW7B5 6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131
>#i $Tw 6.8 金属反射镜 134
kOM- 6.8.1 常用金属反射镜 134
\R;K>c7= 6.8.2 金属一介质反射镜 136
T.euoFU{Z 6.9 影响反射特性的因素 137
s{% fi* 6.10 高反射镜应用实例 143
wL|7mMM, 6.10.1
激光高反射镜 143
"11j$E9#\n 6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144
0XQ-
6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145
<\xQ7|e 习题 146
>?Qxpqf2 参考文献 146
h=wf>^l 第7章 带通滤光片 149
NFM-)Z57 7.1 带通滤光片的特性描述 149
^AH-+#5 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
)ldUayJ 7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151
{G]`1Q1DR 7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151
H.;yLL= 7.3.2 膜系透射定理 153
z5I^0' 7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155
;W4:#/~14 7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156
`i{4cT8: 7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164
d TgM"k 7.4 窄带和中等带宽滤光片 164
4jD\]Q="1 7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164
!%)L&W_ 7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172
1o)=GV1 7.4.3 诱导带通滤光片 174
z+2u-jG 7.5 超窄带带通滤光片 183
oYGUjI 7.6 宽带带通滤光片 185
Cg?I'1]o6 7.7 带通滤光片的角特性 186
FrgV@4'2G 7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190
| )S{(#k 7.9 多通道窄带带通滤光片 192
qFGB'mIrFz 习题 193
%`N&ti 参考文献 193
vzQyE0T/ 第8章 截止滤光片 196
\c'%4Ao 8.1 截止滤光片的特性描述 196
TyyRj4> 8.2 吸收型截止滤光片 197
K-ju ,4A 8.3 干涉型截止滤光片 198
pIrv$^ 8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198
"Vq@bNtu+ 8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199
|4LQ\'N& 8.3.3 [(0.5H)L(0.5H)]和[ (0.5L) H(0.5L)]类型对称膜系的光学等效导纳和等效相位 201
?RqTbT@~ 8.3.4 [(0.5H)L(0.5H)Jm 和[(0.5L) H(0.5L)]m类型周期对称膜系的透射率 203
!4!S{#<q 8.3.5 透射带内波纹的压缩 208
lP-kZA! 8.3.6 截止带的展宽 210
jm~mhAE# 8.3.7 透射带的展宽和压缩 212
)SC`6(GW 8.4 金属介质膜截止滤光片 218
TosPk(o( 8.5 热反射镜、冷反射镜和
太阳能电池覆盖膜 218
P|yGx)'^P 习题 221
7n$AkzO0 参考文献 221
fa/P%9db 第9章 带阻滤光片 223
W=(MsuirO 9.1 带阻滤光片的特性描述 223
CrT2#h 1# 9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223
Ig='a"% 9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224
}b<87#Nb9R 9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224
1@s^$fvW 9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227
gA|!$EAM 9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230
"o~N42DLB% 9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231
z;``g"dSw 9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232
/"g[Ay 9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233
|A2W8b
{] 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
&8o : 习题 241
]Sk#a-^~ 参考文献 241
|
3hT { 第10章 分光镜 243
,Uv{dG 10.1 中性分光镜 243
)jp{*?^\ 10.1.1 金属膜中性分光 244
n+:m_2T 10.1.2 介质膜中性分光 245
[ ((h<e 10.1.3 金属介质膜中性分光 247
3m?@7 F 10.2 双色分光镜 249
1
yxZ 10.3 偏振分光 254
:4Id7Ce 10.3.1 偏振特性的描述 254
)<m=YI
;< 10.3.2 平板偏振分光镜 255
^/ULh,w!fP 10.3.3 棱镜偏振分光 258
>}xAg7\^ 10.3.4 宽角宽带偏振分光 259
d)pz 10.4 消偏振分光 262
yd{Y}. 10.4.1 偏振分离的描述 263
~m009 10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267
OcyiL)tv 5 10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271
`ja`#%^\u 10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273
)F=JkG 10.5 分光中的消色差问题 280
5( mCBH 习题 281
mdmZ1:PBM 参考文献 282
rQ9?N^&!% 第二篇 薄膜扶术基础
Y#Sd2h,^X 第11章 薄膜制备技术 283
'2Mjz6mBDA 11.1 真空技术简介 283
8ItCfbqa6 11.1.1 真空的基本知识 283
wC4AVJJ^> 11.1.2 真空的获得 284
GF$rPY[ 11.1.3 真空的测量 286
%N?W]vbra
11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289
dM>j<JC= 11.2.1 蒸镀法 289
Dohl,d 11.2.2 溅射法 300
1( QWt 11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306
-&f]Xu 11.3.1 化学气相沉积的原理 307
:G6 xJlE| 11.3.2 常压化学气相沉积 308
o`JlXuG?o 11.3.3 低压化学气相沉积 308
{+9^PC_hm; 11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309
rH
[+/&w5 11.3.5 光化学气相沉积 310
+aXMH T"U 11.3.6 金属有机化学气相沉积 311
$\JQGic` 11.3.7 原子层沉积 312
0%q{UW2 11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313
GA%"w=M\ 11.4.1 化学镀 313
>Rz#g*@E 11.4.2 阳极氧化法 314
Wfi:wCqZG 11.4.3 溶胶一凝胶法 314
E#&c]9QM75 11.4.4 电镀 315
_7t|0aNo\ 11.4.5 LB 膜制备技术 315
'>S8t/ 11.5 光刻蚀 316
Q
KDb 11.5.1 光刻工艺 316
TA-(_jm 11.5.2 光刻胶 317
g9grfN 11.5.3 掩模 318
Ot4; ,UZ 11.5.4 曝光 318
=F!",a~ 11.5.5 刻蚀方法 318
!z"a_ 11.5.6 无掩模刻蚀 321
^bY^x+d 11.5.7 刻蚀图形及折射率 323
7#~m:K@ 习题 323
|P[D2R} 参考文献 324
l{D,O?`Av 第12章 光学薄膜检测技术 326
b>>=d)R 12.1 光谱分析技术基础 326
NXV~[ 12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326
sEgeS9a{ 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
"\R@lUx.Y 12.2 薄膜透射率和反射率测量 333
=km-`}I, 12.2.1 透射率测量 333
I1}{~@ 12.2.2 反射率测量 334
L`VQ{|&3V 12.3 薄膜吸收和散射测量 338
EnsNO_"e| 12.3.1 吸收测量 338
<or>bo^ 12.3.2 散射测量 342
b|V4Fp 12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344
,&pF:qlF 12.4 光学薄膜常数测量 347
g)zn.] 12.4.1 光度法 348
hj m.Ath 12.4.2 全反射衰减法 354
x:&L?eOT 12.4.3 椭圆偏振法 357
F%ylR^H> 12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358
!_/8!95 12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359
ck4T#g;= 12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360
Sv^'CpQ 12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362
1rvf\ [ 12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366
51FK~5 12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368
=+sIX3 12.6.1 薄膜微结构 368
^F{)4 12.6.2 薄膜微结构检测 371
59%f|.Z) 12.6.3 雕塑薄膜 372
KWuj_.; 12.6.4 薄膜化学成分检测 373
T\$^>@ 12.7 薄膜非光学特性测量 375
si"mM>e QWQ6j#`