《
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。
:Kt{t46) )o}=z\M-bN bCe[nmE2 目录
VLl&>Pbe- 第一篇 薄膜元学基本理抢
X"]mR7k 第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1
_.s\qQ 1.1 麦克斯韦方程 1
,cl"1>lp 1.2 平面电磁波 6
_&8KB1~ 1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6
.pNq-T 1.2.2 理想介质中的平面波解 7
xLGTnMYd 1.2.3 吸收介质中的平面波解 8
{d{WMq$ 1.3 平均电磁能流密度光强 9
j[Hg] 1.4 电磁波谱、
光谱 10
8.
~Euz 习题 12
g/J^K*3] 参考文献 12
-v/?> 第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14
-h.3M0 2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14
l.Lc]ZpB 2.1.1 S波反射与透射 14
\dQ2[Ek 2.1.2 P波反射与透射 16
Z:}2F^6 2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18
sIQMUC[! 2.2.1 S 波反射与透射 18
k-t,y|N
2.2.2 P 波反射与透射 20
$[L)f|
l 2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21
N-_| %C-. 2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21
9h)P8B.>M 2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24
yD=)&->Ra 2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30
)G F 2.4.1 平面对称各向异性介质中麦克斯韦方程的分量形式 31
Xl
'\krz 2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31
jw6 ng>9 2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36
+eVpMD(
l 2.5.1 全反射与倏逝波 36
%'p|JS 2.5.2 全透射 37
<jg
wdbT"6 2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38
hKH
Q!`&v 2.6 反射率和透射率 39
K;(|v3g6 2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40
xf3/<x!B 2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41
|7 W6I$Xl 2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43
xDAA`G 习题 44
PhaQ3% 参考文献 44
qoyGs}/I8 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
Ky{I&}+R| 3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45
!IrKou)/_ 3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47
=V4_DJ(& 3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53
z8rh*Rfxd 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
|cBF-KNZ 3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55
q'U-{~q% 3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61
62KW
HB9S 3.4.1 一阶近似 62
pRyS8' 3.4.2 二阶近似 63
IcNI uv 3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64
,_7tRkn 3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64
KfI$'F
#"/ 3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66
p>hCh5 3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70
rea}Uq+po 3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72
OW5|oG
3.5.5 非均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的数值解 74
ob()+p.k K 3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75
F$pd]F!# 习题 79
l2_E6U" 参考文献 79
?f%DVK d 第4章 膜系设计图示法 81
S7~l%G>]b 4.1 矢量法 81
"NI>HO.U 4.2 导纳图解法 87
6T
aT_29 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
bKbpI>;[ 4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89
^IegR> 4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92
MLDg).5 4.3 金属膜导纳圆图 97
c^/?VmCQ} 4.4 膜系层间电场分布 99
k>@^M]% 习题 100
>w2WyYJYH 参考文献 101
L.~]qs|G/K 第二篇 光学等膜分类反应用
^i,0n}> 第5章 增透膜 102
za 4B+&JJ 5.1 表面反射对
光学系统性能的影响 102
[/`Hz]R 5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104
EYj2h
.k 5.3 透射滤光片组合透射率 106
nJ`a1L{N 5.4 均匀介质增透膜 107
?
Gu_UW 5.4.1 单层均匀介质增透膜 107
2nz'/G 5.4.2 多层均匀介质增透膜 108
y8 u)Q 5.5 非均匀介质增透膜 113
IF21T 5.6 入射角变化对透射率的影响 115
eEb1R}@ 5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117
/3HWP`<x 习题 118
fP4IOlHkE 参考文献 118
Zvw3C%In 第6章 高反射膜 120
XhkL))FcG 6.1 反射镜组合的反射率 120
dg@/HLZ 6.2 周期多层膜系的反射率 121
YedipYG9; 6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121
W}i$f -K 6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122
a-A4xL.gm 6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123
U@ QU8 6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126
544I#! 6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128
LfSUY 6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129
[~%;E[ky$ 6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131
*j; r|P;g 6.8 金属反射镜 134
@G-k]IWi 6.8.1 常用金属反射镜 134
E
MbI\=>yS 6.8.2 金属一介质反射镜 136
=-&iF 6.9 影响反射特性的因素 137
_ r)hr7 6.10 高反射镜应用实例 143
aD`e]K ^L 6.10.1
激光高反射镜 143
[t\Mu}b 6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144
4'e8VI0 6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145
L&k$4,Z9 习题 146
Ji?UG@ 参考文献 146
bWzc=03 第7章 带通滤光片 149
?B4QTx9B 7.1 带通滤光片的特性描述 149
CUM~* 7.2 带通滤光片的基本构型一一法布里一咱罗干涉仪及其变形 150
y#W8] <dS" 7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151
G+yz8@ 7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151
F4l6PGxF&\ 7.3.2 膜系透射定理 153
X-WvKH(=w 7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155
yodrX&" 7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156
T1TZ+\ 7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164
R')GQ.yYq 7.4 窄带和中等带宽滤光片 164
O&RHCR-\ 7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164
LOo# 7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172
<p8y'KAlc 7.4.3 诱导带通滤光片 174
<qiap2 7.5 超窄带带通滤光片 183
h^X.e[ 7.6 宽带带通滤光片 185
jpS#'h 7.7 带通滤光片的角特性 186
N8Q{4c 7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190
7im;b15j`' 7.9 多通道窄带带通滤光片 192
C#cEMKa 习题 193
vDb}CQ\ 参考文献 193
U7'oI;C$e 第8章 截止滤光片 196
FCAu%lvZT 8.1 截止滤光片的特性描述 196
PQ|x?98 8.2 吸收型截止滤光片 197
yXmp]9$ 8.3 干涉型截止滤光片 198
1T`"/*! 8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198
aDEP_b; 8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199
?':'zT 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
D1/$pA+B 8.3.4 [(0.5H)L(0.5H)Jm 和[(0.5L) H(0.5L)]m类型周期对称膜系的透射率 203
^(B*AE. 8.3.5 透射带内波纹的压缩 208
>QPS0Vx[ 8.3.6 截止带的展宽 210
gQGiph | 8.3.7 透射带的展宽和压缩 212
Darkj>$\ 8.4 金属介质膜截止滤光片 218
K 6Ua~N^ 8.5 热反射镜、冷反射镜和
太阳能电池覆盖膜 218
hY'%SV
p 习题 221
@~HD<K 参考文献 221
(]dZ+"O{ 第9章 带阻滤光片 223
j3F=P 9.1 带阻滤光片的特性描述 223
(J#3+I 9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223
L0~O6*bk 9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224
351'l7F\ 9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224
|U0@(H
9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227
q>Y[.c- 9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230
-|mRJVl8 9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231
>iV(8EgBS 9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232
>{8H==P 9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233
Grv|Wuli 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
n&JP/P3Y 习题 241
=jh:0Q<43+ 参考文献 241
0^^i=iE-u 第10章 分光镜 243
HDxw2nz*R 10.1 中性分光镜 243
RT9@&5>il 10.1.1 金属膜中性分光 244
Czn7,KE8X 10.1.2 介质膜中性分光 245
Rl8-a8j$f. 10.1.3 金属介质膜中性分光 247
,|/$|$' 10.2 双色分光镜 249
Pl>t\`1:|A 10.3 偏振分光 254
W=:+f)D 10.3.1 偏振特性的描述 254
C]cw@:o% 10.3.2 平板偏振分光镜 255
r8$TT\?~ 10.3.3 棱镜偏振分光 258
RPQ)0.O7 10.3.4 宽角宽带偏振分光 259
egvWPht'_ 10.4 消偏振分光 262
]y
e 10.4.1 偏振分离的描述 263
}% *g\%L 10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267
<NO~TBHF 10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271
^DOcw@Z6HC 10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273
?HTwTi5!) 10.5 分光中的消色差问题 280
[x,&Gwa 习题 281
v2Y=vr 参考文献 282
WBIS 第二篇 薄膜扶术基础
hFv}JQJw< 第11章 薄膜制备技术 283
Y'9deX+ 11.1 真空技术简介 283
@ So"(^ 11.1.1 真空的基本知识 283
Tc:`TE=2 11.1.2 真空的获得 284
DQ$/0bq 11.1.3 真空的测量 286
!T)>q%@ai 11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289
DFMWgBL 11.2.1 蒸镀法 289
cCIEG e6 11.2.2 溅射法 300
J^cDa|j 11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306
TPuzL(ws 11.3.1 化学气相沉积的原理 307
I5,Fh> 11.3.2 常压化学气相沉积 308
;iVyJZI 11.3.3 低压化学气相沉积 308
U@WT;:.T 11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309
^8)d8?} 11.3.5 光化学气相沉积 310
eNX-2S 11.3.6 金属有机化学气相沉积 311
Nx__zC^r 11.3.7 原子层沉积 312
8*X8U:.0o 11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313
T7`Jtqf 11.4.1 化学镀 313
iuEdm:pW 11.4.2 阳极氧化法 314
{H74`-C)W 11.4.3 溶胶一凝胶法 314
FgxQ}VvlH 11.4.4 电镀 315
:%gBcL9T 11.4.5 LB 膜制备技术 315
-|5&3HVz 11.5 光刻蚀 316
x,+zw9 11.5.1 光刻工艺 316
"rtmDNpL 11.5.2 光刻胶 317
~JJv 2 11.5.3 掩模 318
B4C`3@a 11.5.4 曝光 318
42M3c&@P 11.5.5 刻蚀方法 318
;_!;D#: 11.5.6 无掩模刻蚀 321
fi1UUJ0
U; 11.5.7 刻蚀图形及折射率 323
Y]PZ| G) 习题 323
}PVB+i M 参考文献 324
6*E7} 第12章 光学薄膜检测技术 326
(DU{o\= 12.1 光谱分析技术基础 326
ofJ@\xS 12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326
J{Jxb1:c 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
WG,{:|!E 12.2 薄膜透射率和反射率测量 333
%/7`G-a.B 12.2.1 透射率测量 333
P06K0Fxf 12.2.2 反射率测量 334
P&K~wP] 12.3 薄膜吸收和散射测量 338
A+'j@c\&! 12.3.1 吸收测量 338
Oo E@30+ 12.3.2 散射测量 342
hn-S$3')` 12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344
?AEpg.9R- 12.4 光学薄膜常数测量 347
f`Nu]#i 12.4.1 光度法 348
OP@PB| 12.4.2 全反射衰减法 354
Z`D#L[z$ 12.4.3 椭圆偏振法 357
TUT>* 12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358
}.#C9<"} 12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359
jm!G@k6TA 12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360
#/aWGx_ 12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362
:mij%nQ>$ 12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366
M:A7=rO~ 12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368
g#e"BBm=A 12.6.1 薄膜微结构 368
p&7>G-. 12.6.2 薄膜微结构检测 371
rei<{woX 12.6.3 雕塑薄膜 372
X- zg 12.6.4 薄膜化学成分检测 373
)vw3Y88 12.7 薄膜非光学特性测量 375
%!@Dop/< )gE:@3