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cyqdesign 2019-06-04 10:01

薄膜光学与薄膜技术基础(曹建章 著)

《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。 *gL-v]V  
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目录 0%GQXiy  
第一篇 薄膜元学基本理抢 i.6+ CA  
第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1 xa|/P#q  
1.1 麦克斯韦方程 1 /4#A|;d_  
1.2 平面电磁波 6 .7M :AS>  
1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6 Zdll}nO"E  
1.2.2 理想介质中的平面波解 7 je^=gnq  
1.2.3 吸收介质中的平面波解 8 EnnE@BJ"  
1.3 平均电磁能流密度光强 9 >]S-a-|Bp  
1.4 电磁波谱、光谱 10 +{pS2I}d  
习题 12 }2~$"L,_  
参考文献 12 !1cVg ls|  
第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14 kB $?A8Olu  
2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14 )r.4`5Rc  
2.1.1 S波反射与透射 14 S[5e,E w  
2.1.2 P波反射与透射 16 /r@~"R x'  
2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18 ?0k4l8R  
2.2.1 S 波反射与透射 18 =E10j.r  
2.2.2 P 波反射与透射 20 Fl0 :Z  
2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21 @fO[{V  
2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21 W$ag |WV  
2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24 >%{H>?Hn  
2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30 uKE?VNC]  
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 0s'H(qE,_  
2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31 Nr#" 5<W  
2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36 g;G]Xi.B}  
2.5.1 全反射与倏逝波 36 nb,+!)+  
2.5.2 全透射 37 yTwtGo&  
2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38 A4`3yy{0-  
2.6 反射率和透射率 39 Z%\*\6L)  
2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40 6 r}R%{  
2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41 2GC{+*  
2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43 1]% ]"JbV  
习题 44 t0-)\kXcA  
参考文献 44 HyKv5S$  
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 k1HVvMD<  
3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45 aq-R#q  
3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47 PG*:3![2  
3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53 ;N;['xcx;  
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 ^a{cK  
3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55 9~ JeI/  
3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61 q@0g KC&U  
3.4.1 一阶近似 62 |];f?1  
3.4.2 二阶近似 63 O/1:2G/`  
3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64 h}SP`  
3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64 ll8Zo+-[  
3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66 <yxy ;o  
3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70 }I>h<O  
3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72 {sb2r%U!+  
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 cypb 6Q_  
3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75 TQ&1!~L*  
习题 79 N&jHU+{OU  
参考文献 79 QuWW a|g^.  
第4章 膜系设计图示法 81 wpI_yp  
4.1 矢量法 81 _ISaO C{2-  
4.2 导纳图解法 87 x?rn< =  
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 +]dh`8*8>1  
4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89 <TQ,7M4X  
4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92 ,6AnuA  
4.3 金属膜导纳圆图 97 A-*y[/  
4.4 膜系层间电场分布 99 ##r9/`A  
习题 100 vp|'Yy(9z  
参考文献 101 zz* *HwRt  
第二篇 光学等膜分类反应用 oGvk,mh"(  
第5章 增透膜 102 tQWjNP~  
5.1 表面反射对光学系统性能的影响 102 YU,fx<c  
5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104 H9%[! RF  
5.3 透射滤光片组合透射率 106 [M/0Qx[,  
5.4 均匀介质增透膜 107 j{&$_  
5.4.1 单层均匀介质增透膜 107 %Kzu&*9Hb  
5.4.2 多层均匀介质增透膜 108 /mG-g%gE  
5.5 非均匀介质增透膜 113 h-+vN hH  
5.6 入射角变化对透射率的影响 115 1EAQ ~S!2  
5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117 ;q&uk -  
习题 118 S;iJQS   
参考文献 118 d.xT8l}sS  
第6章 高反射膜 120 ~+S,`8-P  
6.1 反射镜组合的反射率 120 -Dy":/Bk  
6.2 周期多层膜系的反射率 121 ~A03J:Yc7  
6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121 1YScZ  
6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122 ~c`%k>$  
6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123 I_5[-9  
6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126 b ,e"x48q  
6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128 zK>}x=  
6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129 wnjAiIE5  
6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131 Ia j`u  
6.8 金属反射镜 134 }6"l`$=Ev  
6.8.1 常用金属反射镜 134 W4q |55  
6.8.2 金属一介质反射镜 136 _[h!r;DsG  
6.9 影响反射特性的因素 137 `_e5pW=:>  
6.10 高反射镜应用实例 143 dlH&8  
6.10.1 激光高反射镜 143 "Pl.G[Buc-  
6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144 :Z.P0=  
6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145 >Z>s R0s7  
习题 146 &2r[4  
参考文献 146 /h 4rW>8D2  
第7章 带通滤光片 149 |]eWO#vs  
7.1 带通滤光片的特性描述 149 M44$E4a20  
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 {wD:!\5  
7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151 rP IAu[],g  
7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151 K!(hj '0.  
7.3.2 膜系透射定理 153 F_@?'#m  
7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155 qwq5y t?  
7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156 wW7#M  
7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164 +5Ju `Z  
7.4 窄带和中等带宽滤光片 164 8WpZ "  
7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164 =1\mLI}@  
7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172 0xH&^Ia1B  
7.4.3 诱导带通滤光片 174 HLPY%VeD  
7.5 超窄带带通滤光片 183 Bh7hF?c Sj  
7.6 宽带带通滤光片 185 @U:PXCvh  
7.7 带通滤光片的角特性 186 e?pQuF~  
7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190 sF3@7~m4  
7.9 多通道窄带带通滤光片 192 uSv]1m_-]  
习题 193  r}}2 Kl  
参考文献 193 rDGrq9  
第8章 截止滤光片 196 DGg1TUE  
8.1 截止滤光片的特性描述 196 VO~%O.>  
8.2 吸收型截止滤光片 197 IY|`$sHb  
8.3 干涉型截止滤光片 198 YMVmpcz  
8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198 )4N1EuD6  
8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199 &?5me:aU  
8.3.3 [(0.5H)L(0.5H)]和[ (0.5L) H(0.5L)]类型对称膜系的光学等效导纳和等效相位 201 g_rk_4]  
8.3.4 [(0.5H)L(0.5H)Jm 和[(0.5L) H(0.5L)]m类型周期对称膜系的透射率 203 K+ ~1z>&  
8.3.5 透射带内波纹的压缩 208 5n1`$T.WG  
8.3.6 截止带的展宽 210 O:ACp<@  
8.3.7 透射带的展宽和压缩 212 9@}5FoX"  
8.4 金属介质膜截止滤光片 218 MI-S}Qoe  
8.5 热反射镜、冷反射镜和太阳能电池覆盖膜 218 5F!i%{XQvm  
习题 221 KD]`pqN9  
参考文献 221 wPq9`9 #  
第9章 带阻滤光片 223 ,/kZt!  
9.1 带阻滤光片的特性描述 223 9_8\xLk  
9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223 +hX =  
9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224 <[w5M?n8  
9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224 }^VikT]>1  
9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227 y:_>R=sw  
9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230 )&Z`SaoP|J  
9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231 1K(mdL{m5  
9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232 w`fbUh6/  
9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233 #l@P}sHXq  
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 FHEP/T\5  
习题 241 D!ASO]  
参考文献 241 ~gHn>]S0  
第10章 分光镜 243 EhW"s%Q  
10.1 中性分光镜 243 Ep:hObWG)  
10.1.1 金属膜中性分光 244 Z>3m-:-e  
10.1.2 介质膜中性分光 245 W*DK pJy  
10.1.3 金属介质膜中性分光 247 \3"B$Sp|=  
10.2 双色分光镜 249 &#KN"uPW  
10.3 偏振分光 254 `)4v Q+A>  
10.3.1 偏振特性的描述 254 |QMmF"0  
10.3.2 平板偏振分光镜 255 ^q#[oO  
10.3.3 棱镜偏振分光 258 '.<c[Mp  
10.3.4 宽角宽带偏振分光 259 E'98JZ5ga  
10.4 消偏振分光 262 d R=0K  
10.4.1 偏振分离的描述 263 >Vg [ A  
10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267 cvE)  
10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271 9Kg yt  
10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273 DVMdRfA  
10.5 分光中的消色差问题 280 [\Nmm4  
习题 281 nRu %0Op  
参考文献 282 >)G[ww[  
第二篇 薄膜扶术基础 60 cQ3.e  
第11章 薄膜制备技术 283 RgJbM\`} ?  
11.1 真空技术简介 283 Kf}*Ij  
11.1.1 真空的基本知识 283 i+_=7(e  
11.1.2 真空的获得 284 mpCu,l+lo  
11.1.3 真空的测量 286 =S\^j"  
11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289 6 C O5:\  
11.2.1 蒸镀法 289 UN F\k1[  
11.2.2 溅射法 300 kB=B?V~#  
11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306 8 5)C7tJ-g  
11.3.1 化学气相沉积的原理 307 esE!i0%  
11.3.2 常压化学气相沉积 308 nTGZ2C)c<'  
11.3.3 低压化学气相沉积 308 ?U[6X| 1  
11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309 TBQ68o  
11.3.5 光化学气相沉积 310 /W-ges  
11.3.6 金属有机化学气相沉积 311 KK1?!7  
11.3.7 原子层沉积 312 O cPgw/ I  
11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313 A+foc5B  
11.4.1 化学镀 313  f+ !J1  
11.4.2 阳极氧化法 314 J Eo;Fx]  
11.4.3 溶胶一凝胶法 314 &+A78I   
11.4.4 电镀 315 +9|0\Q  
11.4.5 LB 膜制备技术 315 K1A<m=If  
11.5 光刻蚀 316 .w@B )f*  
11.5.1 光刻工艺 316 Wa.xm_4s2  
11.5.2 光刻胶 317 ;|oft-y  
11.5.3 掩模 318 8! !h6dQgI  
11.5.4 曝光 318 ^'M^0'_"v  
11.5.5 刻蚀方法 318 yocFdI  
11.5.6 无掩模刻蚀 321 M  |h B[  
11.5.7 刻蚀图形及折射率 323 0gW{6BtPWm  
习题 323 _->+Hjj ^  
参考文献 324 Z|N$qm}  
第12章 光学薄膜检测技术 326 4k3pm&  
12.1 光谱分析技术基础 326 x3`JC&hF,q  
12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326 bHx@   
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 LL (TD&  
12.2 薄膜透射率和反射率测量 333 GH-Fqz  
12.2.1 透射率测量 333 ::#[lw  
12.2.2 反射率测量 334 X0^@E   
12.3 薄膜吸收和散射测量 338 jVN06,3z  
12.3.1 吸收测量 338 sF[gjeIb  
12.3.2 散射测量 342 D84&=EpVZ  
12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344 ^M q@} 0  
12.4 光学薄膜常数测量 347 u=W[ S)w  
12.4.1 光度法 348 6s~B2t:Y  
12.4.2 全反射衰减法 354 uQx/o ^  
12.4.3 椭圆偏振法 357 uI?Z_  
12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358 Z:N;>.3i  
12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359 ~@l4T_,k  
12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360 FNF`Z  
12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362 D QxuV1  
12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366 :n{{\SSIgX  
12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368 !a:e=b7g  
12.6.1 薄膜微结构 368 XL aD#J  
12.6.2 薄膜微结构检测 371 H,GjPIG  
12.6.3 雕塑薄膜 372 |X A0F\  
12.6.4 薄膜化学成分检测 373 612,J  
12.7 薄膜非光学特性测量 375 Y ?n4#J<  
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