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2020-06-01 23:03 |
《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。 w %sHA <MH| <hP
[attachment=101025] zg=F;^oZ< 目录 4 06.6jmv 第一篇 薄膜元学基本理抢 WhHnF*I 第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1 BejeFV3 1.1 麦克斯韦方程 1
h (`Erb 1.2 平面电磁波 6 ,3`RM$ 1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6 s!d"(K9E 1.2.2 理想介质中的平面波解 7 ]M;aVw<! 1.2.3 吸收介质中的平面波解 8 ~ST7@-D0 1.3 平均电磁能流密度光强 9 !wtt KUO? 1.4 电磁波谱、光谱 10 K8UgP?c;0 习题 12 }.UE<>OX 参考文献 12 'h&"xXv4| 第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14 bQ"w%! 2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14 +EWfsKz 2.1.1 S波反射与透射 14 pU |SUM 2.1.2 P波反射与透射 16 )./%/
_*K 2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18 noBGP/Av=: 2.2.1 S 波反射与透射 18 0V&6"pF_Y' 2.2.2 P 波反射与透射 20 MWS=$N)v* 2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21 q!
+? 2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21 k-b0Eogp] 2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24 fQ^45ulz 2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30 2Rp5 E^s 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 6^]Y]) 2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31 V.RG=TVS 2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36 P%6-W5< 2.5.1 全反射与倏逝波 36 ad1%"~1 2.5.2 全透射 37 "@JSF 2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38 X=<-rFW 2.6 反射率和透射率 39 /OpVr15 2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40 ^uu)| 2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41 ly<1]jK 2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43 0"~`U.k~M 习题 44 + a%Vp!y 参考文献 44 (P-Bmu!s 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 ~
l'dpg 3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45 v}v! hs Q 3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47 |d* K'+ 3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53 lqO" 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 S?bG U8R5 3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55 a_UVb'z 3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61 .cTK\ 3.4.1 一阶近似 62 l%?D%'afN 3.4.2 二阶近似 63 `JGV3nN 3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64 S?W!bkfn 3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64 *;~*S4/P 3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66 '[ZRWwhr
3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70 QPf#y7_@u 3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72 X`d d"8% 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 \(PC#H% 3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75 !vU$^>zo~ 习题 79 ?d*0-mhQ, 参考文献 79 BTXS+mvl 第4章 膜系设计图示法 81 (GVH#}uB 4.1 矢量法 81 kMGK8y 4.2 导纳图解法 87 OIK14D: 4.2.1 单一等效界面等反射率导纳圆图和等相位导纳圆图 87 v(vLk\K7 4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89 .!ThqYo 4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92 'sCj\N 4.3 金属膜导纳圆图 97 %z6.}4h 4.4 膜系层间电场分布 99 -uDB#?q:W 习题 100 a}Db9 = 参考文献 101 }E 5oa\1u 第二篇 光学等膜分类反应用 SCClD6k=V 第5章 增透膜 102 S~QL
x 5.1 表面反射对光学系统性能的影响 102 AnV\{A^ 5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104 Th&*
d; 5.3 透射滤光片组合透射率 106 7q&//*%yF 5.4 均匀介质增透膜 107 +?[,y 5.4.1 单层均匀介质增透膜 107 uaMf3HeYV 5.4.2 多层均匀介质增透膜 108 WxE4r 5.5 非均匀介质增透膜 113 VZ?"yUZ Id 5.6 入射角变化对透射率的影响 115 gO*:<B g 5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117 VtX9}<Ch~ 习题 118 -e"~UDq` 参考文献 118 z
z@;UbD" 第6章 高反射膜 120 -jc8ku3* 6.1 反射镜组合的反射率 120 93="sS 6.2 周期多层膜系的反射率 121 4J=6A4O5Z 6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121 )$#]h]ac 6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122 \#P>k;D 6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123 rO]7g 6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126 Ca[H<nyj 6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128 .z/M ( 6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129 C WJGr:}& 6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131 h)[{{JSf 6.8 金属反射镜 134 2 %YtMkC5 6.8.1 常用金属反射镜 134 L&wJ-}'l 6.8.2 金属一介质反射镜 136 _jV(Gv' 6.9 影响反射特性的因素 137 <}~`YU>=v 6.10 高反射镜应用实例 143 9Foo8e 6.10.1 激光高反射镜 143 XeD9RMT 6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144 /5^"n4/M 6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145 jseyT#2 习题 146 +u1meh3u 参考文献 146 <szD"p|K 第7章 带通滤光片 149 q=bW!.#? 7.1 带通滤光片的特性描述 149 #hEN4c[Ex 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 a+$WlG/x 7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151 !xs.[&u8 7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151 +*2wGAT 7.3.2 膜系透射定理 153 2c>e Mfa 7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155 E DuLgg@ 7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156 #%CbZw@hJ9 7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164 }`g:)gJ 7.4 窄带和中等带宽滤光片 164 ueO&% 7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164 2Yd0:$a 7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172 BJI}gm2y 7.4.3 诱导带通滤光片 174 t^HQ=*c 7.5 超窄带带通滤光片 183 s hbPy 7.6 宽带带通滤光片 185
rn^7B-V 7.7 带通滤光片的角特性 186 i"=6n>\ 7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190 mQmn &:R 7.9 多通道窄带带通滤光片 192 o]0v#2l' 习题 193 2@``=0z 参考文献 193 K31G>k@ 第8章 截止滤光片 196 # Ny
8.1 截止滤光片的特性描述 196
kt8P\/~*i 8.2 吸收型截止滤光片 197 NET?Ep 8.3 干涉型截止滤光片 198 !w['@x. 8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198 %(a<(3r 8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199 =5NrkCk#V 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 f, 9jK9/$ 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 8$O=HE* 8.3.5 透射带内波纹的压缩 208 jU2Dpxkt 8.3.6 截止带的展宽 210 8H4"mxO 8.3.7 透射带的展宽和压缩 212 'P{0K?{H-4 8.4 金属介质膜截止滤光片 218 ;Ee!vqD2 8.5 热反射镜、冷反射镜和太阳能电池覆盖膜 218 *"V5j#F_ 习题 221 Ov1$7 r@ 参考文献 221 Fj\}&H*+ 第9章 带阻滤光片 223 6AeX$>k+ 9.1 带阻滤光片的特性描述 223 kCkSu- 9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223 l2uh"! 9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224 O)n LV~X 9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224 @xKLRw 9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227 h8;B +#f` 9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230 /C(lQs*l 9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231 QjH;'OVt 9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232 :TU;%@7 9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233 "p>$^ 9.4.2 正弦周期折射率带阻滤光片设计的傅里叶变换方法 234 )(~s-x^\z@ 习题 241 1@Dp<Q 参考文献 241 y6.}h9~ 第10章 分光镜 243 ( zQ)EHRD 10.1 中性分光镜 243 OjxaA[$ 10.1.1 金属膜中性分光 244 BrYU*aPW; 10.1.2 介质膜中性分光 245 ,bT|:T@ny 10.1.3 金属介质膜中性分光 247 9{{QdN8 10.2 双色分光镜 249 n:JWu0,h 10.3 偏振分光 254 $0WO
4C%M 10.3.1 偏振特性的描述 254 T^LpoN/T 10.3.2 平板偏振分光镜 255 Fu4LD-# 10.3.3 棱镜偏振分光 258 nR)/k,3W 10.3.4 宽角宽带偏振分光 259 L><# I 10.4 消偏振分光 262 aty"6~ 10.4.1 偏振分离的描述 263 /]H6' 10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267 4|Z;EAFx 10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271 6<sd6SM 10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273 VW^6qf/, 10.5 分光中的消色差问题 280 Cz=HxU80J 习题 281 A/n-.ci 参考文献 282 qzk/P1{- 第二篇 薄膜扶术基础 +`pS 7d 第11章 薄膜制备技术 283 E(DNK 11.1 真空技术简介 283 &u5OL?> 11.1.1 真空的基本知识 283 ^Rr0)4ns 11.1.2 真空的获得 284 _ndc^OG 11.1.3 真空的测量 286 qfp,5@p
11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289 ,~^0AtLv 11.2.1 蒸镀法 289 4W7 11.2.2 溅射法 300 (_S`9Z8= 11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306 gycjIy@t 11.3.1 化学气相沉积的原理 307 d-e6hI4b 11.3.2 常压化学气相沉积 308 MfNxd
6w 11.3.3 低压化学气相沉积 308 (XtN3FTY 11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309 IS *-MLi 11.3.5 光化学气相沉积 310 3WdYDv]N}L 11.3.6 金属有机化学气相沉积 311 V~j:!=b%v 11.3.7 原子层沉积 312 l ;"v&? 11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313 VO#x+u]/ 11.4.1 化学镀 313 g)7~vm2/, 11.4.2 阳极氧化法 314 qYD$_a 11.4.3 溶胶一凝胶法 314 6H+'ezM 11.4.4 电镀 315 /.1c<! 11.4.5 LB 膜制备技术 315 (,Zy2wr= 11.5 光刻蚀 316 X}T/6zk 11.5.1 光刻工艺 316 E`#m0Q(8 11.5.2 光刻胶 317 Dep.Qfv{- 11.5.3 掩模 318 f4A;v|5_ 11.5.4 曝光 318
4to)ff 11.5.5 刻蚀方法 318 :
utY4 11.5.6 无掩模刻蚀 321 ~)5NX
4Po 11.5.7 刻蚀图形及折射率 323 bI~ R6o 习题 323 uw'>tb@ 参考文献 324 5`su^ 第12章 光学薄膜检测技术 326 Z(Styn/x 12.1 光谱分析技术基础 326 L $R"?O7 12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326 !*2cK>` 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 kKbq?}W[ 12.2 薄膜透射率和反射率测量 333 TJk3z^.j 12.2.1 透射率测量 333 Ul"9zTH 12.2.2 反射率测量 334 X.~z:W+ 12.3 薄膜吸收和散射测量 338 VaYL#\;c< 12.3.1 吸收测量 338 r\#_b4-v3h 12.3.2 散射测量 342 O&DkB*- 12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344 WiDl[l"{9 12.4 光学薄膜常数测量 347 pib i# 12.4.1 光度法 348 _=,\uIrk 12.4.2 全反射衰减法 354 CC{*'p6 12.4.3 椭圆偏振法 357 2~`lvx 12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358 t:MeSO 12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359 %:yp>nm 12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360 &j}08aK% 12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362 ^\<nOzU? 12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366 tX'`4!{@+ 12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368 P
X9GiJN " 12.6.1 薄膜微结构 368 U.XvS''E 12.6.2 薄膜微结构检测 371 G6W_)YL 12.6.3 雕塑薄膜 372 zN3[W`q+m 12.6.4 薄膜化学成分检测 373 }kJfTsFS 12.7 薄膜非光学特性测量 375 |3LD"!rEx UCu0Xqf
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