《
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。
@W,jy$U U,P_bz*) XLh)$rZ 目录
Y&|Z*s+
+} 第一篇 薄膜元学基本理抢
j,IRUx13f 第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1
[%W'd9`> 1.1 麦克斯韦方程 1
Vl^(K_`( 1.2 平面电磁波 6
#3uv^m LGa 1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6
NvK9L.K 1.2.2 理想介质中的平面波解 7
iL/c^(1 1.2.3 吸收介质中的平面波解 8
ycA<l" 1.3 平均电磁能流密度光强 9
0<M-asI? 1.4 电磁波谱、
光谱 10
%nA})nA7= 习题 12
i~B?p[ 参考文献 12
-I< >Ab 第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14
-D^I;[j_ 2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14
5Xy(za 2.1.1 S波反射与透射 14
,67Q!/O 2.1.2 P波反射与透射 16
_nGx[1G( 5 2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18
F72#vS
j 2.2.1 S 波反射与透射 18
/:|vJ|dJ 2.2.2 P 波反射与透射 20
Im]@#X 2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21
C{)1#<` 2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21
XF`2*:7 2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24
,p2UshOmd 2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30
Cq5.gkS< 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
h>Kx 2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31
'nmGHorp 2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36
0uy'Py@2< 2.5.1 全反射与倏逝波 36
B|`?hw@g+ 2.5.2 全透射 37
unDW2#GX 2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38
"2%z;!U1 2.6 反射率和透射率 39
(leX` SN0u 2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40
%h.zkocM 2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41
so))J`ca) 2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43
jkeerU6 习题 44
i4D(8; 参考文献 44
*CN *G" 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
1(' wg! 3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45
c[@_t.%) 3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47
c~|(j \FI 3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53
[@$ SLl^Y 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
79DNNj~ 3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55
VZ]iep 3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61
Z[O
hZ 9 3.4.1 一阶近似 62
|3$Ew. 3.4.2 二阶近似 63
6@]o,O 3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64
>`QBN1 Y 3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64
_{|a<Keq| 3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66
Jv~R/qaaD 3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70
=<\22d5L 3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72
=%_=!% 3.5.5 非均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的数值解 74
XQ1]F{?/H 3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75
C T~6T&' 习题 79
#.8v[TkKq 参考文献 79
KXKT5E$ 第4章 膜系设计图示法 81
n6Oz[7M 4.1 矢量法 81
=7!s8D,[ 4.2 导纳图解法 87
=OufafZb 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
%:26v 4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89
=DwLNyjU4 4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92
Z% +$<J 4.3 金属膜导纳圆图 97
eP~bl
4.4 膜系层间电场分布 99
Xj, %t} 习题 100
M)13'B. 参考文献 101
2EgvS!" 第二篇 光学等膜分类反应用
`IN!#b+Eo 第5章 增透膜 102
i)l0[FNI} 5.1 表面反射对
光学系统性能的影响 102
^y,h0?Z9 5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104
^f[6NYS? 5.3 透射滤光片组合透射率 106
:N8n6)#1= 5.4 均匀介质增透膜 107
%/dOV[/ 5.4.1 单层均匀介质增透膜 107
{S0-y 5.4.2 多层均匀介质增透膜 108
w_"d&eYdg0 5.5 非均匀介质增透膜 113
?NBae\6r 5.6 入射角变化对透射率的影响 115
6R :hs C$ 5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117
%9YY \a { 习题 118
=r]l"T 参考文献 118
):N#X<b': 第6章 高反射膜 120
Z?P^Y%ls 6.1 反射镜组合的反射率 120
8T+9
fh]I 6.2 周期多层膜系的反射率 121
!mv5i%3 6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121
#7;?Ls 6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122
AojL4H| 6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123
)at:Xm<s 6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126
*+v*VH 6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128
8#!g;`~ D 6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129
T]wC?gQG 6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131
-!!]1\S*Y 6.8 金属反射镜 134
yPE3Awh5 6.8.1 常用金属反射镜 134
~q`f@I 6.8.2 金属一介质反射镜 136
DE.].FD' 6.9 影响反射特性的因素 137
G#[A'tbKk 6.10 高反射镜应用实例 143
,h=a+ja8 6.10.1
激光高反射镜 143
s.4+5rE 6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144
A=kOSq 4Q 6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145
ge`GQ> 习题 146
)4rt-_t< 参考文献 146
aEdA'> 第7章 带通滤光片 149
K/9Jx(I,qL 7.1 带通滤光片的特性描述 149
:]:)c8!6 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
nlpEkq 7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151
pZ8J\4+ 7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151
[~Ky{:@)[ 7.3.2 膜系透射定理 153
\MEBQ 7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155
!4Aj#`) 7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156
_1[Wv? 7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164
<M\&zHv 7.4 窄带和中等带宽滤光片 164
Tdh(J",d 7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164
<ll?rPio" 7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172
JDf>Qg{ 7.4.3 诱导带通滤光片 174
TG;[,oa 7.5 超窄带带通滤光片 183
J2}poNmm 7.6 宽带带通滤光片 185
jyD~ER}J 7.7 带通滤光片的角特性 186
$'KQP8M+ 7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190
Dtd~}-_Q 7.9 多通道窄带带通滤光片 192
N!ihj:, 习题 193
xO_>%F^? 参考文献 193
L\UPM+tE 第8章 截止滤光片 196
~AjPa}@ f 8.1 截止滤光片的特性描述 196
umns*U%T; 8.2 吸收型截止滤光片 197
GXxI=,L8F 8.3 干涉型截止滤光片 198
LxIGPC~ 8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198
%16Lo<DPm 8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199
6D
Xja_lp 8.3.3 [(0.5H)L(0.5H)]和[ (0.5L) H(0.5L)]类型对称膜系的光学等效导纳和等效相位 201
#OPEYJ;*9d 8.3.4 [(0.5H)L(0.5H)Jm 和[(0.5L) H(0.5L)]m类型周期对称膜系的透射率 203
d<d3j9u(# 8.3.5 透射带内波纹的压缩 208
inh:b .,B 8.3.6 截止带的展宽 210
8#;=>m% 8.3.7 透射带的展宽和压缩 212
zg3kU65PJE 8.4 金属介质膜截止滤光片 218
\dJhDR 8.5 热反射镜、冷反射镜和
太阳能电池覆盖膜 218
|!]
"y< 习题 221
.v(GVkE} 参考文献 221
YzjRD: 第9章 带阻滤光片 223
-+{[.U<1jk 9.1 带阻滤光片的特性描述 223
4GP?t4][ 9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223
T#Q7L~?zY 9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224
.;g kV-] 9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224
?fH1?Z\'K 9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227
hu$eO'M_ 9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230
MO$yst?fK 9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231
q83^?0WD 9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232
8Azh&c 9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233
t@R[:n;+ 9.4.2 正弦周期折射率带阻滤光片设计的傅里叶变换方法 234
IDn<5# 习题 241
9HO9>^ 参考文献 241
K@*+;6y@ 第10章 分光镜 243
`bBkPH}M 10.1 中性分光镜 243
D2}^TIg 10.1.1 金属膜中性分光 244
+r'&6Me! 10.1.2 介质膜中性分光 245
b9rQQS 10.1.3 金属介质膜中性分光 247
;&<N1 10.2 双色分光镜 249
W6T4Zsg 10.3 偏振分光 254
Jy/<
{7j 10.3.1 偏振特性的描述 254
x?o#}:S 10.3.2 平板偏振分光镜 255
iO?AY 10.3.3 棱镜偏振分光 258
<qfAW?tF 10.3.4 宽角宽带偏振分光 259
o)XrC 10.4 消偏振分光 262
nEu:& 4 10.4.1 偏振分离的描述 263
qK7:[\T|?T 10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267
%d];h 10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271
- (WH+ 10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273
('J@GTe@xj 10.5 分光中的消色差问题 280
-_n Qn 习题 281
f$QkzWvr 参考文献 282
4ams~ 第二篇 薄膜扶术基础
_!1LV[x!s 第11章 薄膜制备技术 283
0F-{YQr> 11.1 真空技术简介 283
,V,mz?d^9 11.1.1 真空的基本知识 283
?Fx~_GT 11.1.2 真空的获得 284
"'bl)^+?, 11.1.3 真空的测量 286
%B\x
%e;P 11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289
Qu[QcB{ro- 11.2.1 蒸镀法 289
jbipNgxkr 11.2.2 溅射法 300
cy.r/Z} 11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306
s>o#Ob@4' 11.3.1 化学气相沉积的原理 307
SbGdcCB 11.3.2 常压化学气相沉积 308
7qyPI 11.3.3 低压化学气相沉积 308
tnobqL' 11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309
=tD*,2] 11.3.5 光化学气相沉积 310
}},0#Ap 11.3.6 金属有机化学气相沉积 311
P9yMf~ 11.3.7 原子层沉积 312
0#OyT'~V% 11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313
.2c/V 11.4.1 化学镀 313
chL1r9V)v 11.4.2 阳极氧化法 314
_cQ
'3@ 11.4.3 溶胶一凝胶法 314
=oI[E~1< 11.4.4 电镀 315
\"(?k>]E 11.4.5 LB 膜制备技术 315
GIzB1cl: 11.5 光刻蚀 316
exJc[G&t( 11.5.1 光刻工艺 316
x7/Vf,N 11.5.2 光刻胶 317
]Z5m_-I 11.5.3 掩模 318
y#B=9Ri=z 11.5.4 曝光 318
`;Tf _6c 11.5.5 刻蚀方法 318
6=]Gom&S 11.5.6 无掩模刻蚀 321
ldUZ\z(* 11.5.7 刻蚀图形及折射率 323
Mu> 习题 323
E#+2)Q 参考文献 324
=KHb0d |. 第12章 光学薄膜检测技术 326
}
doAeTZ 12.1 光谱分析技术基础 326
12U]= 12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326
O8.xt|
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
[tkx84M8 12.2 薄膜透射率和反射率测量 333
neM.M)0 12.2.1 透射率测量 333
:
B&~q$ 12.2.2 反射率测量 334
>[aR8J/U 12.3 薄膜吸收和散射测量 338
q6F1Rt 12.3.1 吸收测量 338
# &.syD# 12.3.2 散射测量 342
B`e/ / 12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344
7JBs7LG 12.4 光学薄膜常数测量 347
THhxj) 12.4.1 光度法 348
Y:;_R=M 12.4.2 全反射衰减法 354
0RA#Y(IR 12.4.3 椭圆偏振法 357
xR0*w7YE 12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358
SX"|~Pi( 12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359
mv99SOe[Fz 12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360
B1_9l3RM 12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362
x
t-s"A 12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366
UxNn5(:sM@ 12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368
Q,5PscE6&k 12.6.1 薄膜微结构 368
dP_QkO 12.6.2 薄膜微结构检测 371
,WWd%DF) 12.6.3 雕塑薄膜 372
AVQcD`V3B 12.6.4 薄膜化学成分检测 373
a%Q`R;W 12.7 薄膜非光学特性测量 375
S. `y%t.GP +pqbl*W;1