[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。 tQCj)Ms'X  
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}(rzH}X@  
目录 h?3f5G*&H  
第一篇 薄膜元学基本理抢 ]N_140N~  
第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1 95% :AQLV  
1.1 麦克斯韦方程 1 ILIRI[7(  
1.2 平面电磁波 6 2PI #ie4  
1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6 {8W |W2o$!  
1.2.2 理想介质中的平面波解 7 R3cG<MjmK  
1.2.3 吸收介质中的平面波解 8 R=QM;  
1.3 平均电磁能流密度光强 9 34]%d<
;A  
1.4 电磁波谱、光谱 10 ?/^VOj4&  
习题 12 @nW'(x(  
参考文献 12 rcpvH}N:  
第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14 7~ILRj5Nq  
2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14 gFgcxe6  
2.1.1 S波反射与透射 14 <6gU2@1  
2.1.2 P波反射与透射 16 s>V*=#L  
2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18 8Q+TE;  
2.2.1 S 波反射与透射 18 W|FNDP0  
2.2.2 P 波反射与透射 20 5@""_n&FV  
2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21 X^9t  
2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21 jeyaT^F(   
2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24 Z|f^nH#-C  
2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30 !/[AQ{**T!  
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 R2'C s  
2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31 oF`-cyj"  
2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36 pvI&-D #}  
2.5.1 全反射与倏逝波 36 N n:m+ZDo^  
2.5.2 全透射 37 C[^a/P`i  
2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38 fdvi}SS8  
2.6 反射率和透射率 39 ]q@rGD85K  
2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40 `z5v}T  
2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41 X/K| WOO6  
2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43 ok8JnQC
 
习题 44 %pQdq[J={  
参考文献 44 7ZrJ#n8?ih  
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 %Td+J`|U+  
3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45 eo-XqiJ,]  
3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47 Ykx&6M@t  
3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53 :6qUSE  
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 `1DU b7<  
3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55 qM+!f2t  
3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61 9p!dQx  
3.4.1 一阶近似 62 w4>:uyE  
3.4.2 二阶近似 63 L|vaTidc0  
3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64 :z}~U3,JE  
3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64 ZzwZ,(  
3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66 3RG/X  
3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70 *m2d#f  
3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72 ant-\w>}  
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 V~tu<"%  
3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75 .oB'ttF1  
习题 79 :X]lXock
0  
参考文献 79 p2M?pV  
第4章 膜系设计图示法 81 c'm-XL_La  
4.1 矢量法 81 +Uc&%Px  
4.2 导纳图解法 87 AF07KA#  
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 K[Ws/yc^a  
4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89 H>Iet}/c  
4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92 qugPs(uQ  
4.3 金属膜导纳圆图 97 ]ys4  
4.4 膜系层间电场分布 99 BBZ)H6TzL  
习题 100 w2RESpi  
参考文献 101 =[O<.'aG-  
第二篇 光学等膜分类反应用 ACMpm~C8Gu  
第5章 增透膜 102 (>kBmK1Aj  
5.1 表面反射对光学系统性能的影响 102 Z\oAE<$  
5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104 pU\xzLD  
5.3 透射滤光片组合透射率 106 _dB0rsCnU%  
5.4 均匀介质增透膜 107 ^.B `Z{Jb  
5.4.1 单层均匀介质增透膜 107 {jCu9 ]c!  
5.4.2 多层均匀介质增透膜 108 MWp\D#H  
5.5 非均匀介质增透膜 113 $e^ :d  
5.6 入射角变化对透射率的影响 115 tleK(^  
5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117 '+GVozc6c"  
习题 118 N1B$G  
参考文献 118 )x5$io   
第6章 高反射膜 120 KX=:)%+  
6.1 反射镜组合的反射率 120 5O4&BxQ~}  
6.2 周期多层膜系的反射率 121 [M zc^I&  
6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121 b{ubp  
6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122 8Y;zs7Y  
6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123 { ?1mY"  
6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126 _mq*j^u,j  
6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128 S{r)/~/  
6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129 y("0Xve  
6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131 xX=IMM3  
6.8 金属反射镜 134 c Gaz$=/  
6.8.1 常用金属反射镜 134 PK|`}z9  
6.8.2 金属一介质反射镜 136 PxCl]~v  
6.9 影响反射特性的因素 137 3:CQMZ|;@  
6.10 高反射镜应用实例 143 9lazo  
6.10.1 激光高反射镜 143 #uDBF
 
6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144 K:Xrfn{s  
6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145 v"?PhO/{=  
习题 146 D;#Yn M3  
参考文献 146 n3@g{4~  
第7章 带通滤光片 149 -EX3' [*'  
7.1 带通滤光片的特性描述 149 7l|>
  
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 xF:poi  
7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151 <LA`PbQa  
7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151 =-B3vd:LF  
7.3.2 膜系透射定理 153 \gk3w,B?E  
7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155 IUBps0.T\  
7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156 9W,}AWf:Y  
7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164 /x"pj3  
7.4 窄带和中等带宽滤光片 164 }'M1(W  
7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164 {Z{NH:^  
7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172 Qak@~b  
7.4.3 诱导带通滤光片 174 dXcMysRc%&  
7.5 超窄带带通滤光片 183 8T1DcA*  
7.6 宽带带通滤光片 185 *fy`
JC
 
7.7 带通滤光片的角特性 186 T`2fPxM:cZ  
7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190 Q; /!oA_  
7.9 多通道窄带带通滤光片 192 b-=[(]_$h  
习题 193 f"=4,  
参考文献 193 nN]vu  
第8章 截止滤光片 196 N?<@o2{  
8.1 截止滤光片的特性描述 196 B7jlJqV  
8.2 吸收型截止滤光片 197 5FR#_}k]_F  
8.3 干涉型截止滤光片 198 {&j{V-}f  
8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198 g!|E!\p  
8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199 an5kR_=  
8.3.3 [(0.5H)L(0.5H)]和[ (0.5L) H(0.5L)]类型对称膜系的光学等效导纳和等效相位 201 &CP@] pi9L  
8.3.4 [(0.5H)L(0.5H)Jm 和[(0.5L) H(0.5L)]m类型周期对称膜系的透射率 203 .j'IYlv/P  
8.3.5 透射带内波纹的压缩 208 es(LE/`e  
8.3.6 截止带的展宽 210 #dm@%~B{.  
8.3.7 透射带的展宽和压缩 212 OL9C#er  
8.4 金属介质膜截止滤光片 218 u0H
`%m  
8.5 热反射镜、冷反射镜和太阳能电池覆盖膜 218 F'_8pD7  
习题 221 S2GBX1  
参考文献 221 <TROs!x$a  
第9章 带阻滤光片 223  O,,n  
9.1 带阻滤光片的特性描述 223 [/,6O  
9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223 Fea\ eB  
9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224 hAD
b]O  
9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224 pnw4QQ9  
9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227 :/[
ZgreN6  
9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230 XI(
@O)  
9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231 ,* vnt6C*  
9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232 5dEO_1q %  
9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233 }AfPBfgC1z  
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 {3uSg)  
习题 241 X@4d~6k?  
参考文献 241 Fmle|  
第10章 分光镜 243 64j 4P 7  
10.1 中性分光镜 243 v})
Ti190  
10.1.1 金属膜中性分光 244 +rw3.d  
10.1.2 介质膜中性分光 245  bQQ/7KM  
10.1.3 金属介质膜中性分光 247 ;p"XCLHl  
10.2 双色分光镜 249 BW\5RIWwE5  
10.3 偏振分光 254 ;= @-j@?  
10.3.1 偏振特性的描述 254 ;{7lc9uRj  
10.3.2 平板偏振分光镜 255 10a*7 L  
10.3.3 棱镜偏振分光 258 2EcYO$R!  
10.3.4 宽角宽带偏振分光 259 '\YhRU  
10.4 消偏振分光 262 pXlBKJmW  
10.4.1 偏振分离的描述 263 r.5Js*VX!  
10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267 3Qr!?=nf  
10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271 #]HjP\C  
10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273 nhhJUN?8  
10.5 分光中的消色差问题 280 0J-ux"kfI  
习题 281 X}FF4jE]D(  
参考文献 282 * rANf&y  
第二篇 薄膜扶术基础 0x/V1?gm  
第11章 薄膜制备技术 283 )_.H #|r  
11.1 真空技术简介 283 zO]dQ$r\Z  
11.1.1 真空的基本知识 283
C:EoUu  
11.1.2 真空的获得 284 iDxgAV f*  
11.1.3 真空的测量 286 OHvzK8  
11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289 &.4a  
11.2.1 蒸镀法 289 li XD2N  
11.2.2 溅射法 300 `8bp6}OD,  
11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306 vt=S0X^$yc  
11.3.1 化学气相沉积的原理 307 Wfw9cxGkf  
11.3.2 常压化学气相沉积 308 ne*aC_)bT  
11.3.3 低压化学气相沉积 308 ] CE2/6Ph  
11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309 P.J}\;S T  
11.3.5 光化学气相沉积 310 3yX^R^`  
11.3.6 金属有机化学气相沉积 311 P#1y  
11.3.7 原子层沉积 312 Kg67cmj)f  
11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313 )pH{b]t  
11.4.1 化学镀 313 MT gEq  
11.4.2 阳极氧化法 314 %LW~oI.  
11.4.3 溶胶一凝胶法 314 (ajX;/  
11.4.4 电镀 315 m_f^#:  
11.4.5 LB 膜制备技术 315 sB!A:  
11.5 光刻蚀 316 NtL?cWct  
11.5.1 光刻工艺 316 (o=iX,@'2  
11.5.2 光刻胶 317 3=I Q  
11.5.3 掩模 318 P=z':4,M}  
11.5.4 曝光 318 [0@i,7{ZqE  
11.5.5 刻蚀方法 318 YI+|6s[  
11.5.6 无掩模刻蚀 321 ~epkRO="  
11.5.7 刻蚀图形及折射率 323 @L7rE)AU.  
习题 323 @gk[sQ\O  
参考文献 324 ^jA^~h3(W  
第12章 光学薄膜检测技术 326 $OuA<-  
12.1 光谱分析技术基础 326 /n=/WGl  
12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326 Z)0R$j`2  
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 q[g^[~WM#  
12.2 薄膜透射率和反射率测量 333 YJ`>&AJ  
12.2.1 透射率测量 333 qQryv_QP  
12.2.2 反射率测量 334 AU2Nmf?]%  
12.3 薄膜吸收和散射测量 338 k0|InP7  
12.3.1 吸收测量 338 c5u?\  
12.3.2 散射测量 342 r|8..Ll  
12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344 d1TG[i<J_  
12.4 光学薄膜常数测量 347 $^F2  
12.4.1 光度法 348 i ib-\j4d  
12.4.2 全反射衰减法 354 kY&j~R[C  
12.4.3 椭圆偏振法 357 C%h_!z":  
12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358 C^'}{K  
12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359 LdV_7)  
12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360 @wz7jzMi  
12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362 u/WkqJvw#  
12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366 YTsn;3d]}  
12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368 &[xJfL  
12.6.1 薄膜微结构 368 ~C3-E %h@Z  
12.6.2 薄膜微结构检测 371 elQ44)TrQ  
12.6.3 雕塑薄膜 372 *2Kte'+q  
12.6.4 薄膜化学成分检测 373 b9Nw98`  
12.7 薄膜非光学特性测量 375 c$TBHK;c  
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