《
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。
<aQ<Wy=\ =;Q:z^S =\`iC6xP} 目录
9%Eo<+myh 第一篇 薄膜元学基本理抢
qdnwaJ;& 第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1
J?C#'2/
1.1 麦克斯韦方程 1
LvqWA} 1.2 平面电磁波 6
r'(*# 1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6
xovsh\s 1.2.2 理想介质中的平面波解 7
vSnGPLl 1.2.3 吸收介质中的平面波解 8
x^zw1e,y 1.3 平均电磁能流密度光强 9
QYg V[\& 1.4 电磁波谱、
光谱 10
i 558&: 习题 12
;Zm-B]\ 参考文献 12
EVlj#~mV 第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14
fc&djd`FuX 2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14
6Ki!j< 2.1.1 S波反射与透射 14
?}e^-//*i 2.1.2 P波反射与透射 16
uG$*DeZti 2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18
Xp+lpVcJ 2.2.1 S 波反射与透射 18
hmkm^2 2.2.2 P 波反射与透射 20
N7u|<
0[ 2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21
NkV81? 2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21
2@N9Zk{{J 2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24
h! Bg}B~ 2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30
9:E: 3%% 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
VqUCcT 2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31
Xub*i^(] 2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36
L}
"bp 2.5.1 全反射与倏逝波 36
$cWt^B' 2.5.2 全透射 37
9=q& SG 2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38
>4#:qIU 2.6 反射率和透射率 39
D 0Mxl?S? 2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40
G?v!Uv8O 2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41
7gcR/HNeF 2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43
c@2a)S8Y] 习题 44
D;&\) 参考文献 44
*_Vv(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
ypgM&"eR 3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45
u`ryCZo#g 3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47
!w}b}+]GB 3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53
?[uHRBR' 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
-{}h6r 3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55
O{EPq' x 3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61
dF[|9%) 3.4.1 一阶近似 62
mlxtey6H3 3.4.2 二阶近似 63
Fge["p?GF 3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64
:>iN#)S 3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64
iZLy#5(St 3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66
t`="2$NO 3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70
P!"{-m' 3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72
A%2B3@1'q 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
gnGh ) 3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75
X}xf_3N
" 习题 79
}N}Js* 参考文献 79
h% KEg667 第4章 膜系设计图示法 81
*u-$$@|y 4.1 矢量法 81
zYP6m3n 4.2 导纳图解法 87
$KQ q~| 4.2.1 单一等效界面等反射率导纳圆图和等相位导纳圆图 87
`KtP;nG 4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89
\WBO(,]V 4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92
Dw/vXyZ 4.3 金属膜导纳圆图 97
b*Q3j}c Z 4.4 膜系层间电场分布 99
z#Fel/L`O 习题 100
P z~jW):E 参考文献 101
}K={HW1> 第二篇 光学等膜分类反应用
.'&pw}F 第5章 增透膜 102
tfe]=_U 5.1 表面反射对
光学系统性能的影响 102
=IW!ZN_ 5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104
X0iy 5.3 透射滤光片组合透射率 106
_|4R^*/4 5.4 均匀介质增透膜 107
"P0!cY8r 5.4.1 单层均匀介质增透膜 107
`<|tC#<z 5.4.2 多层均匀介质增透膜 108
,p3]`MG 5.5 非均匀介质增透膜 113
?HRS* 5.6 入射角变化对透射率的影响 115
er5!ne 5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117
#6vf:94 习题 118
up+0-!AH 参考文献 118
J;NIa[a 第6章 高反射膜 120
= 6.1 反射镜组合的反射率 120
2GORGS% 6.2 周期多层膜系的反射率 121
8^^ 1h 6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121
.;Mb4"7= 6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122
NTD1QJ 6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123
:Fm*WqZu 6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126
cE:s\hG 6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128
p3Qls* 6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129
[.^ol6 6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131
umWs8-'Uw 6.8 金属反射镜 134
?)J/uU2w 6.8.1 常用金属反射镜 134
}ymW};W 6.8.2 金属一介质反射镜 136
rH!sImz, 6.9 影响反射特性的因素 137
*1Bq>h: 6.10 高反射镜应用实例 143
{?`7D:]`^ 6.10.1
激光高反射镜 143
zzhZ1;\ 6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144
hcj]T? 6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145
\wD/TLS} 习题 146
n<bU' n 参考文献 146
"o+?vx- 第7章 带通滤光片 149
%-yzU/`JF 7.1 带通滤光片的特性描述 149
*ma
w`1 7.2 带通滤光片的基本构型一一法布里一咱罗干涉仪及其变形 150
]}PXN1( 7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151
X5YOxMq 7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151
:Rb\Ca 7.3.2 膜系透射定理 153
NdRcA 7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155
i_Hm?Bi!F 7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156
triU^uvh 7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164
e,epKtL 7.4 窄带和中等带宽滤光片 164
Et!J*{s 7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164
jQ;/=9 7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172
cN0
*< 7.4.3 诱导带通滤光片 174
:Bmn<2[Y; 7.5 超窄带带通滤光片 183
ttUK~%wSx 7.6 宽带带通滤光片 185
\894Jqh 7.7 带通滤光片的角特性 186
{iX# 7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190
lwq:0Rj@Q 7.9 多通道窄带带通滤光片 192
",3v%$> 习题 193
?/OF=C# 参考文献 193
5PO_qr=Hx 第8章 截止滤光片 196
B;eka[xU 8.1 截止滤光片的特性描述 196
)`rD]0ua; 8.2 吸收型截止滤光片 197
F|eWHw?t 8.3 干涉型截止滤光片 198
TL2E|@k1] 8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198
9tJ0O5 8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199
!nSa4U,$w< 8.3.3 [(0.5H)L(0.5H)]和[ (0.5L) H(0.5L)]类型对称膜系的光学等效导纳和等效相位 201
n!4\w>h 8.3.4 [(0.5H)L(0.5H)Jm 和[(0.5L) H(0.5L)]m类型周期对称膜系的透射率 203
{6H[[7i 8.3.5 透射带内波纹的压缩 208
>Xk42zvqn 8.3.6 截止带的展宽 210
sko7,& 8.3.7 透射带的展宽和压缩 212
0WC\uxT7 8.4 金属介质膜截止滤光片 218
xcr2| 8.5 热反射镜、冷反射镜和
太阳能电池覆盖膜 218
>^~^#MT 习题 221
?4%H(k5A 参考文献 221
WVRIq' 第9章 带阻滤光片 223
#+1|O;PB# 9.1 带阻滤光片的特性描述 223
u:f ]|Q 9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223
`Y:]&w 9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224
|-x-CSN 9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224
i8V\ x> 9 9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227
ot<d
FvD 9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230
6?F88;L 9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231
6p4BsWPx 9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232
YSeH;<' 9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233
7A\` 9.4.2 正弦周期折射率带阻滤光片设计的傅里叶变换方法 234
= g{I`u 习题 241
bI &<L O 参考文献 241
bFX{|&tHU 第10章 分光镜 243
0~fjY^( 10.1 中性分光镜 243
D{N8q^Cs9 10.1.1 金属膜中性分光 244
^wolY0p 10.1.2 介质膜中性分光 245
h p|v?3( 10.1.3 金属介质膜中性分光 247
=@Oo3*> 10.2 双色分光镜 249
P:'wSE91 10.3 偏振分光 254
3P6O]x<-? 10.3.1 偏振特性的描述 254
]gq)%T] 10.3.2 平板偏振分光镜 255
i]r(VKX 10.3.3 棱镜偏振分光 258
3[[oAp 10.3.4 宽角宽带偏振分光 259
cF8
2wg 10.4 消偏振分光 262
Rlewp8?LB 10.4.1 偏振分离的描述 263
.2fvRN92 10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267
JJd qdX; 10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271
2'?'dfj 10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273
tLy:F*1i 10.5 分光中的消色差问题 280
==[=Da~ 习题 281
b]]8Vs)' 参考文献 282
T#Z&* 第二篇 薄膜扶术基础
DEZww9T2Qs 第11章 薄膜制备技术 283
=IC.FT} 11.1 真空技术简介 283
S[F06.(1 11.1.1 真空的基本知识 283
~(V\.hq 11.1.2 真空的获得 284
L~6%Fi&n4 11.1.3 真空的测量 286
j9NF| 11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289
Ljd`)+`D 11.2.1 蒸镀法 289
EbILAJ 11.2.2 溅射法 300
k4ti#3W5eG 11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306
]j3> =Jb; 11.3.1 化学气相沉积的原理 307
Dx-P]j)4x 11.3.2 常压化学气相沉积 308
r"dIB@ 11.3.3 低压化学气相沉积 308
>R F|Q 11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309
EH|+S 11.3.5 光化学气相沉积 310
,R[$S"]!SH 11.3.6 金属有机化学气相沉积 311
l
;:IL\*1I 11.3.7 原子层沉积 312
~*Y#Y{ 11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313
.H)H9cmf 11.4.1 化学镀 313
3IMvtg 11.4.2 阳极氧化法 314
>_?i)%+) 11.4.3 溶胶一凝胶法 314
i5}Z k r 11.4.4 电镀 315
>38>R0k35 11.4.5 LB 膜制备技术 315
U>PZ3 11.5 光刻蚀 316
V9oBSP'kt 11.5.1 光刻工艺 316
sC-o'13 11.5.2 光刻胶 317
N1~bp?$1 11.5.3 掩模 318
OMLU ;,4 11.5.4 曝光 318
Cb ;6yE)!Z 11.5.5 刻蚀方法 318
z)3TB&; 11.5.6 无掩模刻蚀 321
!2|Lb'O 11.5.7 刻蚀图形及折射率 323
<<>+z5D+ 习题 323
fa/S!%}fO 参考文献 324
^+m`mc sE 第12章 光学薄膜检测技术 326
_RIU,uJs 12.1 光谱分析技术基础 326
XKjrS
9: 12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326
-8n1y[ 12.1.2 紫外一可见光分光光度计和傅里叶变换红外光谱仪 330
_<S!tW 12.2 薄膜透射率和反射率测量 333
dOeM0_o 12.2.1 透射率测量 333
rt+4-WuK> 12.2.2 反射率测量 334
7H3v[ f^Q 12.3 薄膜吸收和散射测量 338
OXQ*Xpc 12.3.1 吸收测量 338
^@^8iZ 12.3.2 散射测量 342
T3{O+aRt 12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344
ftYJ 3/ WH 12.4 光学薄膜常数测量 347
Sb`[+i'` 12.4.1 光度法 348
s/"bH3Ob9v 12.4.2 全反射衰减法 354
+_]Ui| l 12.4.3 椭圆偏振法 357
\L*%?~ 12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358
\jC) ;mk 12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359
['mpxtG 12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360
uFWA] ":is 12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362
W[&nQW$E 12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366
k$kE5kh,S 12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368
roS" q~GS, 12.6.1 薄膜微结构 368
hZ4 5i?% 12.6.2 薄膜微结构检测 371
.RxT z9( 12.6.3 雕塑薄膜 372
eGEwXza 4 12.6.4 薄膜化学成分检测 373
W3.[d->X 12.7 薄膜非光学特性测量 375
=!\Nh,\eQ +VUkV-kP