《
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。
sh0O~%]g X/@Gx 4 4X^0:.bT& 目录
5ewQjwW0 第一篇 薄膜元学基本理抢
}JI5,d 第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1
HGPbx$! 1.1 麦克斯韦方程 1
L)Kn8 1.2 平面电磁波 6
(A1 !)c 1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6
FrB19 1.2.2 理想介质中的平面波解 7
LG;xZQx' 1.2.3 吸收介质中的平面波解 8
?L_#AdK 1.3 平均电磁能流密度光强 9
2-8<uU y 1.4 电磁波谱、
光谱 10
~!UxmYgO 习题 12
,Qp58u2V 参考文献 12
#x'C 第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14
^b&aDm~(7 2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14
Z#9{1sHEP 2.1.1 S波反射与透射 14
7bTs+C_;7 2.1.2 P波反射与透射 16
pxP7yJL` 2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18
8,%y`tUn>u 2.2.1 S 波反射与透射 18
q+SDJ?v 2.2.2 P 波反射与透射 20
M5D,YC3< 2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21
Wkf)4! 2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21
>b/Yg:t 2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24
olh|.9Kdj} 2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30
:V`q;g 2.4.1 平面对称各向异性介质中麦克斯韦方程的分量形式 31
[j&>dE 2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31
@T1-0!TM') 2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36
)\t#e`3 2.5.1 全反射与倏逝波 36
!DLIIKO78 2.5.2 全透射 37
*#~3\{ 2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38
<>p\9rVp*^ 2.6 反射率和透射率 39
Q5baY\"9^ 2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40
a}MOhM6T 2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41
{<&x9<f9 2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43
1&wLNZXH 习题 44
<TDgv%eg0 参考文献 44
Jzh_`jW0l 第3章 平面光波在平界面层状介质薄膜中的反射与透射 45
}Vg&9HY 3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45
c_%vD~6W- 3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47
oU67<jq 3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53
{DAwkJvb] 3.3.1 平面分界面多层均匀介质薄膜反射系数和透射系数计算的矩阵方法 53
}(ot IqE 3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55
d[jxU/.p; 3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61
C#;}U51:t 3.4.1 一阶近似 62
GN(PH/fO9 3.4.2 二阶近似 63
z;1yZ4[G 3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64
%WdAI, 3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64
4_)@Nq 3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66
u6|P)8?` 3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70
ASPfzW2 3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72
2#ypM 9 3.5.5 非均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的数值解 74
pl'n
0L<l 3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75
v"\Q/5p 习题 79
-SZ^;t 参考文献 79
u:<%!? 第4章 膜系设计图示法 81
L7C!rS 4.1 矢量法 81
`nn;E%n 4.2 导纳图解法 87
!y `wAm>n 4.2.1 单一等效界面等反射率导纳圆图和等相位导纳圆图 87
cl)%qIXj}H 4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89
s:,BcVLx^ 4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92
"m(HQ5e)* 4.3 金属膜导纳圆图 97
nTp? 4.4 膜系层间电场分布 99
R8?Xz5 习题 100
rWAJL9M 参考文献 101
>4b-NS/}0 第二篇 光学等膜分类反应用
`TBau:E lI 第5章 增透膜 102
LeXuTd 5.1 表面反射对
光学系统性能的影响 102
K%Jy?7
U 5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104
9Iy>oV 5.3 透射滤光片组合透射率 106
|'Z6M];8t 5.4 均匀介质增透膜 107
e\tcP 5.4.1 单层均匀介质增透膜 107
Em %"]B 5.4.2 多层均匀介质增透膜 108
=X]$J@j 5.5 非均匀介质增透膜 113
yIOoVi\m 5.6 入射角变化对透射率的影响 115
WR%x4\,d# 5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117
rt^<=|Z 习题 118
g;D
[XBp 参考文献 118
h1q ?kA 第6章 高反射膜 120
TlQu+w| 6.1 反射镜组合的反射率 120
P]bI".A8 6.2 周期多层膜系的反射率 121
2y`rS
_2 6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121
/2tgxm$} 6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122
f@]4udc e 6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123
$x)C_WZj? 6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126
s:~3|D][ 6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128
now\-XrS 6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129
m?`U;R[ 6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131
E}00y%@*J 6.8 金属反射镜 134
\J.PrE'(} 6.8.1 常用金属反射镜 134
DfXXN 6.8.2 金属一介质反射镜 136
gR
)xw)! 6.9 影响反射特性的因素 137
37Q9goMov 6.10 高反射镜应用实例 143
%lF}! 6.10.1
激光高反射镜 143
^`!5!| 6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144
'x$>h)t] 6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145
aq@/sMn 习题 146
q$Gf9&ZO 参考文献 146
:U$<h 第7章 带通滤光片 149
0sD"Hu 7.1 带通滤光片的特性描述 149
0hp*(, L 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
tg_v\n 7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151
j,?>Q4G 7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151
xxL D8?@e7 7.3.2 膜系透射定理 153
w)2X0ev" 7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155
(&npr96f 7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156
sG!SSRL@ 7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164
_l<e>zj 7.4 窄带和中等带宽滤光片 164
KP(RK4F 7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164
p(g0+.?`~ 7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172
tsaf|xe 7.4.3 诱导带通滤光片 174
Q&
j: ai* 7.5 超窄带带通滤光片 183
@doo2qqIe] 7.6 宽带带通滤光片 185
6p|*H?|It 7.7 带通滤光片的角特性 186
%9cu(yc*} 7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190
K; ,2ag 7.9 多通道窄带带通滤光片 192
uQIa"u7 习题 193
(,z0V+! 参考文献 193
y9kydu# q 第8章 截止滤光片 196
;'CWAJK 8.1 截止滤光片的特性描述 196
e@}zp 8.2 吸收型截止滤光片 197
p~1!O]qLt 8.3 干涉型截止滤光片 198
C]59@z;+bN 8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198
yqi=9NB 8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199
A2LqBirkl 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
E`]lr[ 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
0.7*2s- 8.3.5 透射带内波纹的压缩 208
Z#0hh%E"|y 8.3.6 截止带的展宽 210
lv\C(^mGq 8.3.7 透射带的展宽和压缩 212
vs]#?3+ 8.4 金属介质膜截止滤光片 218
WP{!|d& 8.5 热反射镜、冷反射镜和
太阳能电池覆盖膜 218
u2%/</]h 习题 221
-L<''2t 参考文献 221
f4eLnY 第9章 带阻滤光片 223
Ss ;C1: 9.1 带阻滤光片的特性描述 223
!#s1'x{o 9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223
YaI8hj@} 9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224
9U$n;uA 9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224
DG1C_hu
i 9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227
9,g &EnvG 9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230
DY<Br; 9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231
g|L" |Q 9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232
M`^;h: DN^ 9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233
H~y 7o_tg 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
OJ0Dw*K< 习题 241
zfAHE{c 参考文献 241
,-,BtfE3 第10章 分光镜 243
*tkbC2D 10.1 中性分光镜 243
B^`'2$3 10.1.1 金属膜中性分光 244
M8j%bmd(, 10.1.2 介质膜中性分光 245
29#&q`J 10.1.3 金属介质膜中性分光 247
XoI,m8A 10.2 双色分光镜 249
Pt<lHfd 10.3 偏振分光 254
G ,,c, 10.3.1 偏振特性的描述 254
MW&ww14 10.3.2 平板偏振分光镜 255
,2hZtJ<A 10.3.3 棱镜偏振分光 258
d9@!se9&Z 10.3.4 宽角宽带偏振分光 259
2pa:
3O 10.4 消偏振分光 262
wbg_%h: 10.4.1 偏振分离的描述 263
=fy~-FN_ 10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267
PW a!7n#A 10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271
P){F2&!P 10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273
0{u31#0j 10.5 分光中的消色差问题 280
*oR`l32O0z 习题 281
-UgD 参考文献 282
O%:EPdoU 第二篇 薄膜扶术基础
W
'54g$T 第11章 薄膜制备技术 283
7kbeAJ+{ 11.1 真空技术简介 283
erG@8CG 11.1.1 真空的基本知识 283
pC9Ed9uRK 11.1.2 真空的获得 284
w783e 11.1.3 真空的测量 286
49Sq)jd< 11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289
) {=2td$=$ 11.2.1 蒸镀法 289
Nc4e,>$]& 11.2.2 溅射法 300
-26GOS_8z 11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306
6OeRBD& 11.3.1 化学气相沉积的原理 307
|cZKj|0> 11.3.2 常压化学气相沉积 308
7vBB <\ 11.3.3 低压化学气相沉积 308
+;nADl+Q 11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309
jU
K0?S> 11.3.5 光化学气相沉积 310
40VdT|n$$ 11.3.6 金属有机化学气相沉积 311
9r@T"$V#c 11.3.7 原子层沉积 312
X8U._/'N 11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313
'MEO?]Tf.^ 11.4.1 化学镀 313
/*B^@G |]' 11.4.2 阳极氧化法 314
t-#Y6U}b+ 11.4.3 溶胶一凝胶法 314
[3":7bB 'E 11.4.4 电镀 315
JvFU7`4@ 11.4.5 LB 膜制备技术 315
UMe@[E= 11.5 光刻蚀 316
{eR,a-D!7 11.5.1 光刻工艺 316
rw*#ta
O 11.5.2 光刻胶 317
TRQX#))B 11.5.3 掩模 318
nr/^HjMV 11.5.4 曝光 318
71GLqn? 11.5.5 刻蚀方法 318
g2
dvs 11.5.6 无掩模刻蚀 321
?cQ 11.5.7 刻蚀图形及折射率 323
,~@0IKIA
Q 习题 323
,$ICv+7] 参考文献 324
5x/q\p-{/ 第12章 光学薄膜检测技术 326
@C),-TM 12.1 光谱分析技术基础 326
_J}vPm 12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326
eit>4xMu 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!7emc0T 12.2 薄膜透射率和反射率测量 333
WFBg3#p 12.2.1 透射率测量 333
8.vPh 12.2.2 反射率测量 334
L@rKG~{Xy 12.3 薄膜吸收和散射测量 338
VK9I#
12.3.1 吸收测量 338
@Bfwb?& 12.3.2 散射测量 342
z_XI,u} 12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344
f#xqu+)Z 12.4 光学薄膜常数测量 347
:z=/z!5:j 12.4.1 光度法 348
5" U8| 12.4.2 全反射衰减法 354
_"`wUMee 12.4.3 椭圆偏振法 357
1a{~B# 12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358
D_E^%Ea&` 12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359
X/,4hjg 12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360
~g2ColFhu 12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362
GiBq1U-Q 12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366
o5+N_5OE}E 12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368
htg+V-, 12.6.1 薄膜微结构 368
rnxO2 12.6.2 薄膜微结构检测 371
-0| '{ 12.6.3 雕塑薄膜 372
tYt/m6h 12.6.4 薄膜化学成分检测 373
tR#uDE\wR 12.7 薄膜非光学特性测量 375
VHsNz WI AR\1w'