[书籍]薄膜光学与薄膜技术基础（曹建章 著） [复制链接]

《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。 +oy*Kxs7  
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目录 '1+.t$"/tU  
第一篇 薄膜元学基本理抢 nB@UKX  
第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1 !k&)EWP?  
1.1 麦克斯韦方程 1 F'W> 8  
1.2 平面电磁波 6 4('JwZw\!  
1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6 fEqC] *s  
1.2.2 理想介质中的平面波解 7 ZXXiL#^  
1.2.3 吸收介质中的平面波解 8 8I#D`yVKc  
1.3 平均电磁能流密度光强 9 W'$kZ/%[  
1.4 电磁波谱、光谱 10 .]t5q%}j  
习题 12 Ie_I7YJ  
参考文献 12  kq/u,16@  
第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14 f\o R:%  
2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14  H!eh J$[  
2.1.1 S波反射与透射 14 rG6\ynBX%  
2.1.2 P波反射与透射 16 ;sQbn|=e"  
2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18 "kSwa16O  
2.2.1 S 波反射与透射 18 4M`Xrfwm'[  
2.2.2 P 波反射与透射 20 ~<O,Vs_C/  
2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21 h7W}OF_=y  
2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21 tY_5Pz(@
 
2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24 l)Mh2lA,=  
2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30  rz  
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 sBjXE>_#)  
2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31 `BT^a =5  
2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36 I'_v{k5ZI  
2.5.1 全反射与倏逝波 36 zixEMi[8  
2.5.2 全透射 37 Q"}s>]k3_  
2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38 CT"Fk'B'  
2.6 反射率和透射率 39 h|W%4|]R)  
2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40 x:-`o_Q*i  
2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41 *\q8BZ  
2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43 gGbI3^r#  
习题 44 ;'1Apy  
参考文献 44 [m#NfA:h,  
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 Z3;=w%W  
3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45 i^/54  
3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47 qx%jAs+~  
3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53 |5ONFde"0  
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 P|}\/}{`  
3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55 I'A:J  
3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61 l9Pu&M?5  
3.4.1 一阶近似 62 <Cq"| A  
3.4.2 二阶近似 63 Gpu_=9vzv  
3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64 Czu1)y  
3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64 y4<+-  
3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66 (,tHL  
3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70 +Jq`$+%C  
3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72 \(u@F<s-  
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 K%2I
  
3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75 w2Kq(^?  
习题 79 Xw(3j)xQ  
参考文献 79 /0\QL+^!  
第4章 膜系设计图示法 81 BE4\U_]a3  
4.1 矢量法 81 rw*M&qg!z  
4.2 导纳图解法 87 Czh8zB+r  
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 C'<'7g4  
4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89 )E~mJln  
4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92 Q X):T#^V  
4.3 金属膜导纳圆图 97 ~XQ$aRl&  
4.4 膜系层间电场分布 99 IUawdB5CB  
习题 100 qw0~*0}  
参考文献 101 Zd
XKI{b  
第二篇 光学等膜分类反应用 1ypjyu  
第5章 增透膜 102 gV`S%   
5.1 表面反射对光学系统性能的影响 102 ua:9`+Dff  
5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104 {X]9^=O"  
5.3 透射滤光片组合透射率 106 Sj1r s#@1  
5.4 均匀介质增透膜 107 ^0eO\wc?O  
5.4.1 单层均匀介质增透膜 107 sD2Qm  
5.4.2 多层均匀介质增透膜 108 *-7fa0<  
5.5 非均匀介质增透膜 113 kA,4$2_o  
5.6 入射角变化对透射率的影响 115 I+~\ w N  
5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117 @>Ek'~m  
习题 118 pXNtN5@FQ  
参考文献 118 lb95!.av+I  
第6章 高反射膜 120 FvA|1c  
6.1 反射镜组合的反射率 120 40+fGRyOL  
6.2 周期多层膜系的反射率 121 "c EvFY  
6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121 _Q^y_f  
6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122 dcP88!#5-  
6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123 m9I(TOw  
6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126 1O4D+0@  
6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128 e sGlMq  
6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129 i8eA_Q  
6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131 ++gPv}:$X  
6.8 金属反射镜 134 ~=F
k/  
6.8.1 常用金属反射镜 134 7_7xL(F/  
6.8.2 金属一介质反射镜 136 4V>vg2 d  
6.9 影响反射特性的因素 137 ^T+<!k  
6.10 高反射镜应用实例 143 0@w&J9yG  
6.10.1 激光高反射镜 143 vhX-Qkt}  
6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144 \`&xprqAw  
6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145 d}pGeU'  
习题 146 *.,8,e8Vq  
参考文献 146 IY~ {)X  
第7章 带通滤光片 149 aYR\<02  
7.1 带通滤光片的特性描述 149 @21
u I{  
7.2 带通滤光片的基本构型一一法布里一咱罗干涉仪及其变形 150 %'kX"}N/  
7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151 eoC<a"bJ>  
7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151 \Qp}|n1JY  
7.3.2 膜系透射定理 153 03] r*\  
7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155 #yX^?+Rc  
7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156 O/nqNQ?<  
7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164 ,A^L=+  
7.4 窄带和中等带宽滤光片 164 7Z VVR*n|  
7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164 zK,~37)\  
7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172 v(a9#bMZU  
7.4.3 诱导带通滤光片 174  L2k;f]  
7.5 超窄带带通滤光片 183 Dn: Yi8=  
7.6 宽带带通滤光片 185 83B\+]{hD  
7.7 带通滤光片的角特性 186 D8a)(
wm  
7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190 U:J /\-  
7.9 多通道窄带带通滤光片 192 ]m RF[b$  
习题 193 pDP33`OFh  
参考文献 193 +$'e4EwqV  
第8章 截止滤光片 196 l(.7t'  
8.1 截止滤光片的特性描述 196 Mi<*6j0  
8.2 吸收型截止滤光片 197 KqFmFcf|  
8.3 干涉型截止滤光片 198 @f-0X1C."N  
8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198 /Ql6]8.P  
8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199 7%W!k zp>  
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 ZjE~W>pkQ  
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 bL+sN"Km  
8.3.5 透射带内波纹的压缩 208 9'D8[p%  
8.3.6 截止带的展宽 210 ozT._C  
8.3.7 透射带的展宽和压缩 212 XL=
2wh  
8.4 金属介质膜截止滤光片 218 hcj{%^p  
8.5 热反射镜、冷反射镜和太阳能电池覆盖膜 218 twAw01".  
习题 221 n})  
参考文献 221 CzK%x?~]  
第9章 带阻滤光片 223 ?exALv'B  
9.1 带阻滤光片的特性描述 223 *
.oi3m  
9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223 Lqg7D\7j  
9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224 x/pC%25  
9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224 VOD1xWrb  
9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227 7l[t9ON  
9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230 AX/=}G  
9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231 ]eY Qio!  
9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232 jc3ExOH  
9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233 hg(KNvl  
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 9c#L{in  
习题 241 "X\q%%P=?  
参考文献 241 bDxPgb7N=  
第10章 分光镜 243 \ro~-n+o  
10.1 中性分光镜 243 cKaL K#~  
10.1.1 金属膜中性分光 244 7MR:X#2v>  
10.1.2 介质膜中性分光 245 4KN0i  
10.1.3 金属介质膜中性分光 247 O<gP)ZW~  
10.2 双色分光镜 249 f:)]FHPB1  
10.3 偏振分光 254 F^4*|g  
10.3.1 偏振特性的描述 254 9?EY.}~  
10.3.2 平板偏振分光镜 255 [RroHXdk+  
10.3.3 棱镜偏振分光 258 c }g$1of87  
10.3.4 宽角宽带偏振分光 259 +3(CGNE  
10.4 消偏振分光 262 ;Of?fe5:  
10.4.1 偏振分离的描述 263 b#bO=T$e-  
10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267 #sozXz
a\G  
10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271 jFI]54,  
10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273 JI28}Cxs0  
10.5 分光中的消色差问题 280 RXIH(WiK  
习题 281 &QiAM`MbC=  
参考文献 282 &1\u#LU  
第二篇 薄膜扶术基础 p?EEox  
第11章 薄膜制备技术 283 _p3WE9T  
11.1 真空技术简介 283  ."$=
  
11.1.1 真空的基本知识 283 M$DwQ}Z  
11.1.2 真空的获得 284 I_{9eG1w?  
11.1.3 真空的测量 286 3?-V>-[G_  
11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289 9&?tQ"@x  
11.2.1 蒸镀法 289 +9&ulr  
11.2.2 溅射法 300 Xmw2$MCB  
11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306 6EW"8RG`  
11.3.1 化学气相沉积的原理 307 p;)klH@X  
11.3.2 常压化学气相沉积 308 Br?++\  
11.3.3 低压化学气相沉积 308 4jI*Y6Wkz  
11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309 ~8S4Kj)%  
11.3.5 光化学气相沉积 310 PDa0
6(t7  
11.3.6 金属有机化学气相沉积 311 _A# x&<c  
11.3.7 原子层沉积 312 r)*_,Fo|  
11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313 qX}dbuDE"P  
11.4.1 化学镀 313 TU^tW  
11.4.2 阳极氧化法 314 x %!OP\  
11.4.3 溶胶一凝胶法 314 I+-Rs2wb  
11.4.4 电镀 315 @)FXG~C*  
11.4.5 LB 膜制备技术 315 5wVi{P5+  
11.5 光刻蚀 316 #oS  
11.5.1 光刻工艺 316 `K ~>!d_  
11.5.2 光刻胶 317 cfF-e93T  
11.5.3 掩模 318 J@&$U7t  
11.5.4 曝光 318 8DmX4*  
11.5.5 刻蚀方法 318
#&HarBxx  
11.5.6 无掩模刻蚀 321 lVO(9sl*i  
11.5.7 刻蚀图形及折射率 323 YjMbd?v  
习题 323 }T&;*ww  
参考文献 324 'SXpb?CZ  
第12章 光学薄膜检测技术 326 Wl^/=I4p#  
12.1 光谱分析技术基础 326 p5D3J[?N  
12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326 %E=,H?9&>  
12.1.2 紫外一可见光分光光度计和傅里叶变换红外光谱仪 330 lqwJ F &  
12.2 薄膜透射率和反射率测量 333 2R~=@  
12.2.1 透射率测量 333 !3gpiQH{  
12.2.2 反射率测量 334 Rg!aKdDl$  
12.3 薄膜吸收和散射测量 338 a|^-z|.  
12.3.1 吸收测量 338 %[31ZFYB  
12.3.2 散射测量 342 y0Q/B|&[  
12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344 Yqj.z|}Nb  
12.4 光学薄膜常数测量 347 }@t'rK[  
12.4.1 光度法 348 F'T= Alf  
12.4.2 全反射衰减法 354 bU@>1>b6lE  
12.4.3 椭圆偏振法 357
{mq$W  
12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358 blQzVp-  
12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359 m0q`A5!)  
12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360  ;#Bh_f  
12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362 0V>N#P]  
12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366 ^5iY/t~Q  
12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368 azATKH+j  
12.6.1 薄膜微结构 368 I'wk/  
12.6.2 薄膜微结构检测 371 WG!;,~f>o  
12.6.3 雕塑薄膜 372 8aIq#v  
12.6.4 薄膜化学成分检测 373 NU6Kh7  
12.7 薄膜非光学特性测量 375 9jJ/ RXp  
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