《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。 =n_r\z  
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目录 Y#3<w  
第一篇 薄膜元学基本理抢 |/,XdTSy  
第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1 PPiN`GM  
1.1 麦克斯韦方程 1 eR,ePyA;  
1.2 平面电磁波 6 u~Zx9>f  
1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6 tHe
zS~t_  
1.2.2 理想介质中的平面波解 7 RY=B>398:  
1.2.3 吸收介质中的平面波解 8 2"`R_q  
1.3 平均电磁能流密度光强 9 {j%'EJ5  
1.4 电磁波谱、光谱 10 @ i$jyc  
习题 12 =aM(r6 C  
参考文献 12 ~Rx:X4|H  
第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14 ^8p=g-U\  
2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14 qV^Z@N+,  
2.1.1 S波反射与透射 14 &S/@i|_  
2.1.2 P波反射与透射 16 906b=  
2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18 nCF1i2*6|"  
2.2.1 S 波反射与透射 18 tOx)t$ix  
2.2.2 P 波反射与透射 20 tz#Fy?pe  
2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21 9sQ7wlK  
2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21 5;{Q >n  
2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24 R pUq#Y:a  
2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30 [=dK%7v  
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 G:'hT=8  
2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31 9os>k*  
2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36 9V5}%4k%+  
2.5.1 全反射与倏逝波 36 ,,_$r7H`  
2.5.2 全透射 37 R-Y07A  
2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38 S>
AM?  
2.6 反射率和透射率 39 EqW/Wxv7b  
2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40 '!8'Xo@Go3  
2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41 (* WO<V  
2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43 DbRq,T  
习题 44 {OA
2';3  
参考文献 44 C"`,?K(U  
第3章 平面光波在平界面层状介质薄膜中的反射与透射 45 pY75S5h:  
3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45 M^f+R'Q3  
3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47 ifyWhS++  
3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53 a o"\L0;{  
3.3.1 平面分界面多层均匀介质薄膜反射系数和透射系数计算的矩阵方法 53 R5_xli%  
3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55 xaQO=[  
3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61 wjLtLtK?  
3.4.1 一阶近似 62 i8CO+Iv*{  
3.4.2 二阶近似 63 8t4o}3>  
3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64 /l o;:)AiP  
3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64 AUZ^XiK  
3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66 K"lZwU\:On  
3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70 b#ih=qE  
3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72 ;- ~}g7$  
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 vU
tA@  
3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75 h+,Eu7\88  
习题 79 *^|.bBG  
参考文献 79 :xd)]Ns  
第4章 膜系设计图示法 81 yHrYSE
M  
4.1 矢量法 81 eiTG  
4.2 导纳图解法 87 *qM)[XO  
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 oT=XCa5  
4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89 ){~]-VK  
4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92 >x/;'Y.  
4.3 金属膜导纳圆图 97 Pe-1o#7~W  
4.4 膜系层间电场分布 99 1?6zsA%N  
习题 100 'Ipp1a Z_M  
参考文献 101 nQy%av$  
第二篇 光学等膜分类反应用 o*\Fj}l-  
第5章 增透膜 102 <$H-/~Y  
5.1 表面反射对光学系统性能的影响 102 yL ?dC"c  
5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104 tv,Z>&OM  
5.3 透射滤光片组合透射率 106 s2`:NS  
5.4 均匀介质增透膜 107 _ML`Vh]  
5.4.1 单层均匀介质增透膜 107 ix.I)  
5.4.2 多层均匀介质增透膜 108 6 07"Z
\  
5.5 非均匀介质增透膜 113 El9D1],  
5.6 入射角变化对透射率的影响 115 2D`_!OG=  
5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117 #`kLU:  
习题 118 $G $147z  
参考文献 118 8v|?g8e3  
第6章 高反射膜 120 eaNMcC1  
6.1 反射镜组合的反射率 120 iLvzoQ  
6.2 周期多层膜系的反射率 121 x'OYJ>l|  
6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121 VB(S]N)F^  
6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122 y9/x:n&]  
6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123 AEUXdMo  
6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126 'h]sq{  
6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128 s,~p}A%0  
6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129 m+3U[KKvG  
6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131 r
]6X  
6.8 金属反射镜 134 JZc"4qf@OT  
6.8.1 常用金属反射镜 134 p bR
U"   
6.8.2 金属一介质反射镜 136 e#R'_}\yj  
6.9 影响反射特性的因素 137 5:"zs  
6.10 高反射镜应用实例 143 -~PiPYX  
6.10.1 激光高反射镜 143 "q<}#]u  
6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144 :h(r2?=7  
6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145 U/p|X)  
习题 146 x JXPtm  
参考文献 146 Oo-%;l`&  
第7章 带通滤光片 149 zJxO\  
7.1 带通滤光片的特性描述 149 E;*JD x  
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 06r-@iY.]  
7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151 1
I^uq>r  
7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151 MPS{MGVjbJ  
7.3.2 膜系透射定理 153 >I*Qc<X91  
7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155 ,.Sd)JB'  
7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156 iUH{rh!  
7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164 6/4?x)l3-  
7.4 窄带和中等带宽滤光片 164 xllk hD4F  
7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164 f\/'Fy0  
7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172 \os iY^  
7.4.3 诱导带通滤光片 174 4fuKpLA  
7.5 超窄带带通滤光片 183 W)OoHpdw  
7.6 宽带带通滤光片 185 (hb\1wZ  
7.7 带通滤光片的角特性 186 "3\C;B6I  
7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190 S8S<>W  
7.9 多通道窄带带通滤光片 192 76'vsg  
习题 193 ue/GB+U  
参考文献 193 M~o\K'  
第8章 截止滤光片 196 vwc)d{ND  
8.1 截止滤光片的特性描述 196 ){_D  
8.2 吸收型截止滤光片 197 * 11|P  
8.3 干涉型截止滤光片 198 X
H"-sZt  
8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198 @a[Y[F
S  
8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199 -\2T(3P  
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 )"]Nf6  
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 u`j9m@`  
8.3.5 透射带内波纹的压缩 208 r6x
"D3  
8.3.6 截止带的展宽 210 XZ3)gYQi  
8.3.7 透射带的展宽和压缩 212 MT?;9ZV}  
8.4 金属介质膜截止滤光片 218 }
}cS-p  
8.5 热反射镜、冷反射镜和太阳能电池覆盖膜 218 uFXu9f+  
习题 221 (mvzGXNz4  
参考文献 221 l+V#`S*q  
第9章 带阻滤光片 223 `g~T #U\>d  
9.1 带阻滤光片的特性描述 223 DjK  
9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223 c!2j+ORz  
9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224 L<`p;?  
9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224 ?F!='6D}b  
9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227 O! t> @%)
 
9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230 kCuIEv@  
9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231 j,%<16f^A  
9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232 qFpRY7eq  
9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233 iuxS=3lT"K  
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 j)vfI>  
习题 241 SFaG`T=  
参考文献 241 > ]()#
z  
第10章 分光镜 243 K9@F1
ccQ/  
10.1 中性分光镜 243 ^rP` .Z  
10.1.1 金属膜中性分光 244 u*:;O\6l  
10.1.2 介质膜中性分光 245 {dk%j~w8  
10.1.3 金属介质膜中性分光 247 "y5LojdCs  
10.2 双色分光镜 249 *w/})Y3^  
10.3 偏振分光 254 _rmTX.'w  
10.3.1 偏振特性的描述 254 TSPFi0PP  
10.3.2 平板偏振分光镜 255 ~|>q)4is6a  
10.3.3 棱镜偏振分光 258 O:hCUr  
10.3.4 宽角宽带偏振分光 259 $vQ#ah/k  
10.4 消偏振分光 262 LKx<hl$O  
10.4.1 偏振分离的描述 263 $
7~T+fmF  
10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267 555*IT3b
 
10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271 e2@{Ab  
10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273 o;#9$j7QP!  
10.5 分光中的消色差问题 280 B>!OW2q0D  
习题 281 Oosr`e@S  
参考文献 282 bL)7/E  
第二篇 薄膜扶术基础 W ^MF3  
第11章 薄膜制备技术 283 q!sazVaDp  
11.1 真空技术简介 283 6')pM&`t  
11.1.1 真空的基本知识 283 MeSF,*lP  
11.1.2 真空的获得 284 z
t23on2  
11.1.3 真空的测量 286 <NVSF6`  
11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289 /@!%/Kl  
11.2.1 蒸镀法 289 I<["ko,t@?  
11.2.2 溅射法 300 "B^c  
11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306 )T_o!/\*|*  
11.3.1 化学气相沉积的原理 307 |d@%Vb
_  
11.3.2 常压化学气相沉积 308 HF\|mL  
11.3.3 低压化学气相沉积 308 K:osfd  
11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309 Xc!0'P0T  
11.3.5 光化学气相沉积 310 aJmSagr69C  
11.3.6 金属有机化学气相沉积 311 $XOs(>~"r  
11.3.7 原子层沉积 312 ?df*Y5I2  
11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313 NukcBH  
11.4.1 化学镀 313 (#t"u`_Ee  
11.4.2 阳极氧化法 314 =jWcD{;1I}  
11.4.3 溶胶一凝胶法 314 ;B,6v P#  
11.4.4 电镀 315 Vh1R!>XY
 
11.4.5 LB 膜制备技术 315 =gYKAr^p5  
11.5 光刻蚀 316 U<
aT%^_  
11.5.1 光刻工艺 316 hyPVt6Gkj  
11.5.2 光刻胶 317 oQ=v:P]  
11.5.3 掩模 318 xlW`4\ Pa  
11.5.4 曝光 318 =[7[F)I~O  
11.5.5 刻蚀方法 318 {[<o)k.A  
11.5.6 无掩模刻蚀 321 6~t;&)6J  
11.5.7 刻蚀图形及折射率 323 C1V@\mRi  
习题 323 4=T.rVS[  
参考文献 324 ?aMV{H*Q*  
第12章 光学薄膜检测技术 326 de&*#O5  
12.1 光谱分析技术基础 326 WlJ$p$I`  
12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326 -{^IT`  
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 [#}0)  
12.2 薄膜透射率和反射率测量 333 6hW ~Q  
12.2.1 透射率测量 333 Xqz\%&G  
12.2.2 反射率测量 334 .d4L@{V  
12.3 薄膜吸收和散射测量 338 D #`o  
12.3.1 吸收测量 338 Ui^~A  
12.3.2 散射测量 342 wd 4]Z0;  
12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344 rQuozbBb  
12.4 光学薄膜常数测量 347 f<$>?o&y  
12.4.1 光度法 348 mHiV};$  
12.4.2 全反射衰减法 354 6G^x%s  
12.4.3 椭圆偏振法 357 ~o+:M0)}  
12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358 e?V7<7$  
12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359 8c6dTT4  
12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360 9ozK}Cg4  
12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362 ;$\?o  
12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366 }u>F}mUa  
12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368 OIqisQ7ZB  
12.6.1 薄膜微结构 368 0|D^_1W`R  
12.6.2 薄膜微结构检测 371 d"P\ =`+  
12.6.3 雕塑薄膜 372 sv g`s,g  
12.6.4 薄膜化学成分检测 373 vz[-8m:f  
12.7 薄膜非光学特性测量 375 @lYm2l^  
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