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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。 B5H=# 'v'=t<wgl
[attachment=101025] 1n )&%r 目录 LCkaSv/[RB 第一篇 薄膜元学基本理抢 %] [6TZ} 第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1 QsH?qI&2jp 1.1 麦克斯韦方程 1 =E4~/F}9/T 1.2 平面电磁波 6 vFgX]&bE 1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6 OysO55 i 1.2.2 理想介质中的平面波解 7 f`"@7-N 1.2.3 吸收介质中的平面波解 8 `w/b];e1) 1.3 平均电磁能流密度光强 9 (GXFPEH8 1.4 电磁波谱、光谱 10 L(w?.)E 习题 12 +n&9ZCH 参考文献 12 FG6mh,C! 第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14 7/GL@H 2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14 $ J)2E g 2.1.1 S波反射与透射 14 u[?M{E/HU 2.1.2 P波反射与透射 16 fT 2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18 8u4Fag Q, 2.2.1 S 波反射与透射 18 {'1e? 2.2.2 P 波反射与透射 20 =%oQIx 2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21 1QJB4|5R# 2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21 /E<:=DD< 2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24 A,#a?O6m 2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30 ^A' Bghy 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 W+ D{4: 2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31 h;S? 2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36 a5@XD_b 2.5.1 全反射与倏逝波 36 nh?~S` 2.5.2 全透射 37 [3fmhc 2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38 ^muPjM+D 2.6 反射率和透射率 39 +w'He9n 2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40 drK &
2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41
:to1%6 2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43 ERZWK 习题 44 /j:fc?yv 参考文献 44 6UnWtLE
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 #xBh62yIuP 3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45 Zz@wbhMV 3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47 cOo@UU P 3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53 *e}1KcJ 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 `d6,]' 3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55 9 Z79 3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61 kb2M3%6V 3.4.1 一阶近似 62 }hA h'*( 3.4.2 二阶近似 63 Xw_6SR9C 3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64 v!77dj 6I 3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64 :1,xs e 3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66 G0&'B6I> 3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70 tX7TP( 3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72 y~/i{a;1y 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 qS}pv 3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75 d6ABgQi0 习题 79 ^dCSk== 参考文献 79 >C"QV`+ 第4章 膜系设计图示法 81 9G"-~C"e3 4.1 矢量法 81 tDwj~{a~ 4.2 导纳图解法 87 k}$k6Sr" 4.2.1 单一等效界面等反射率导纳圆图和等相位导纳圆图 87 to"[r 4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89 r,-9]?i 4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92 M+Jcgb] 4.3 金属膜导纳圆图 97 *, RxOz2= 4.4 膜系层间电场分布 99 j+7ok 5J# 习题 100 =-GHs$u%f 参考文献 101 [6Nw)r(a( 第二篇 光学等膜分类反应用 b 7%O[ 第5章 增透膜 102 3x{2Dh i 5.1 表面反射对光学系统性能的影响 102 '5n67Hl 1 5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104 Q]]5\C. 5.3 透射滤光片组合透射率 106 sXaIQhZ 5.4 均匀介质增透膜 107 d|8iD`sZz 5.4.1 单层均匀介质增透膜 107 >S:>_&I`I 5.4.2 多层均匀介质增透膜 108 |,wp@)e6h 5.5 非均匀介质增透膜 113 4z##4^9g 5.6 入射角变化对透射率的影响 115 4[]/ 5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117 j7M[]/| 习题 118 bkgJz+u 参考文献 118 =1}Umn|ZLS 第6章 高反射膜 120 L)LW5%.6 6.1 反射镜组合的反射率 120 *4tJ|m6"Y6 6.2 周期多层膜系的反射率 121 Aj;F$(su 6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121 !7O!)WJ 6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122 QQwD)WG 6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123 uKcwVEu 6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126 5z>kz/uxW 6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128 M9/c8zZ 6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129 0`
{6~p 6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131 @!:~gQ 6.8 金属反射镜 134 NZyGC
Vh@ 6.8.1 常用金属反射镜 134 rK\) 6.8.2 金属一介质反射镜 136
Z E*m; 6.9 影响反射特性的因素 137 xD(JkOne 6.10 高反射镜应用实例 143 M=hH:[6 & 6.10.1 激光高反射镜 143 Q6 G-`&5 6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144 BF_R8H,<% 6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145 Z/wKUK; 习题 146 K;u<-?En 参考文献 146 %Hk9.1hn5 第7章 带通滤光片 149 m"<Sb,"x! 7.1 带通滤光片的特性描述 149 b$f@.L 7.2 带通滤光片的基本构型一一法布里一咱罗干涉仪及其变形 150 hZ0CnY8 ' 7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151 to1{7q 7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151 dT%$"sj5 7.3.2 膜系透射定理 153 3YG[~o|4 7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155 RN1q/H| 7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156 wW~y?A"{2 7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164 N;9m&)@JR' 7.4 窄带和中等带宽滤光片 164 )Qe4J0. 7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164 mZ^z%+Ca| 7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172 J2$L[d^ 7.4.3 诱导带通滤光片 174 KVVo_9S' 7.5 超窄带带通滤光片 183 Awo H d7M 7.6 宽带带通滤光片 185 nVF?.c 7.7 带通滤光片的角特性 186 ;/
iBP2 7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190 =rA "|= 7.9 多通道窄带带通滤光片 192 C&\MDOjx 习题 193 Zd~'%(q 参考文献 193 P.L$qe>O 第8章 截止滤光片 196 E+LAE/v@ 8.1 截止滤光片的特性描述 196 fqoI(/RWP 8.2 吸收型截止滤光片 197 _4eSDO[h 8.3 干涉型截止滤光片 198 d5zv8?|X+ 8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198 G:$Ta6= 8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199 5K_KZL- 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 ^P4q6BW 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 dNH6%1(s]0 8.3.5 透射带内波纹的压缩 208 sw<mmayN 8.3.6 截止带的展宽 210 f{
;L"*L 8.3.7 透射带的展宽和压缩 212 :@BAiKa[wa 8.4 金属介质膜截止滤光片 218 Af~>}-`a 8.5 热反射镜、冷反射镜和太阳能电池覆盖膜 218 %49P<vo`? 习题 221 =:)p\{B 参考文献 221 vL>cYbJ< 第9章 带阻滤光片 223 $AGW8" 9.1 带阻滤光片的特性描述 223 v|IPus|> 9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223 eIZ7uSl 9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224 cK()_RB# 9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224 &J>XKO nl 9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227 %N jRD| 9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230 ,8=`Y9# 9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231 Ri[ v(Zf 9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232 criQa<N" 9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233 N4]Sp v 9.4.2 正弦周期折射率带阻滤光片设计的傅里叶变换方法 234 6j*L]Sc 习题 241 vJybhdvP 参考文献 241 U/hf?T; 第10章 分光镜 243 c[p>*FnP 10.1 中性分光镜 243 x;Qs_"t];3 10.1.1 金属膜中性分光 244 K]~! =j)v 10.1.2 介质膜中性分光 245 Ue:LKK1Gsr 10.1.3 金属介质膜中性分光 247 MR= dQc 10.2 双色分光镜 249 |6]2X W 10.3 偏振分光 254 ;iol 2 10.3.1 偏振特性的描述 254 ]2:w?+T 10.3.2 平板偏振分光镜 255 ??\1eo2gB 10.3.3 棱镜偏振分光 258 Lek!5Ug 10.3.4 宽角宽带偏振分光 259 |hx"yy'ux 10.4 消偏振分光 262 !p:kEIZ)y 10.4.1 偏振分离的描述 263 OTgctw1s 10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267 Q9Tt3h2ga 10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271
8 IeE7 10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273 tu4-##{ 10.5 分光中的消色差问题 280 Fe
r&X 习题 281 3shRrCL0mf 参考文献 282
a ~ 第二篇 薄膜扶术基础 z%FBHj 第11章 薄膜制备技术 283 r6JQRSakR 11.1 真空技术简介 283 71S~*"O0f 11.1.1 真空的基本知识 283 B=?m_4\$m 11.1.2 真空的获得 284 e8Ul^] 11.1.3 真空的测量 286 8fI]QW 11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289 O V"5:){ 11.2.1 蒸镀法 289 ec8iZ8h8 11.2.2 溅射法 300 g6 AEMer 11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306 4Nb&(p 11.3.1 化学气相沉积的原理 307 oouhP1py, 11.3.2 常压化学气相沉积 308 pB;U*lt 11.3.3 低压化学气相沉积 308 J!\Cs1!f 11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309 !iNN6-v% 11.3.5 光化学气相沉积 310 "c9T4=]&t 11.3.6 金属有机化学气相沉积 311 A$JL"~R 11.3.7 原子层沉积 312 K~chOX 11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313 (WCczXm ) 11.4.1 化学镀 313 n_ 3g 11.4.2 阳极氧化法 314 v=pkze 11.4.3 溶胶一凝胶法 314 {)CN.z:O 11.4.4 电镀 315 8|cQW-L 11.4.5 LB 膜制备技术 315 e) \PW1b 11.5 光刻蚀 316 &06pUp
iS 11.5.1 光刻工艺 316 IPVD^a? 11.5.2 光刻胶 317 ln1QY"g 11.5.3 掩模 318 8wf[*6VwV 11.5.4 曝光 318 -X]?ql*%` 11.5.5 刻蚀方法 318 |//D|-2 11.5.6 无掩模刻蚀 321 Il4R R 11.5.7 刻蚀图形及折射率 323 za,JCI 习题 323 ov
'g'1} 参考文献 324 <rKfL`8p 第12章 光学薄膜检测技术 326 (r9W[ 12.1 光谱分析技术基础 326 .UGbo.e 12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326 ML!>tCT 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 w/oXFs&FK 12.2 薄膜透射率和反射率测量 333 (nDen5Q| 12.2.1 透射率测量 333 sZDxTP+ 12.2.2 反射率测量 334 WSsX*L 12.3 薄膜吸收和散射测量 338 V[#$Sz[G 12.3.1 吸收测量 338 _SQQS67fu" 12.3.2 散射测量 342 _O$7*k 12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344 Hob n{E 12.4 光学薄膜常数测量 347 ]aZ3_<b 12.4.1 光度法 348 |?gO@?KDZ 12.4.2 全反射衰减法 354 /)J]m 12.4.3 椭圆偏振法 357 7Eo;TNbb 12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358 PR2;+i3 12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359 mHB0eB'l 12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360 (:|rCZC 12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362 -)%gMD~z1 12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366 t%fcp 12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368 (7 O?NS 12.6.1 薄膜微结构 368 eia>Y$ 12.6.2 薄膜微结构检测 371 0%
zy 6{ 12.6.3 雕塑薄膜 372 {3qlx1w 12.6.4 薄膜化学成分检测 373 <- (n48 12.7 薄膜非光学特性测量 375 CQns:.`$` Koi-b
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