《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。 wpXgPVZT  
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目录 eQUe >*  
第一篇 薄膜元学基本理抢 l30Y8t~d  
第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1 m^V5*JIh  
1.1 麦克斯韦方程 1 ST1'\Eo  
1.2 平面电磁波 6 ?A?F.n`  
1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6 #Exp51  
1.2.2 理想介质中的平面波解 7 7I9aG.;  
1.2.3 吸收介质中的平面波解 8 (YPi&w~S  
1.3 平均电磁能流密度光强 9 KkcXNjPVS  
1.4 电磁波谱、光谱 10 0|c}p([~  
习题 12 }^xE|~p  
参考文献 12 h!gk s-0  
第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14 7b[wu~'( n  
2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14 [1_A8s){u  
2.1.1 S波反射与透射 14 s@8w-]"  
2.1.2 P波反射与透射 16 Kcy@$uF{2  
2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18 u0QzLi,  
2.2.1 S 波反射与透射 18 lk3=4|?zsE  
2.2.2 P 波反射与透射 20 PLX>-7@  
2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21 CrC=A=e  
2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21 W/fuKGZi_  
2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24 -F@L}|  
2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30 "ZrOrdlg+A  
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 .iG&Lw\,  
2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31 @WMA}\Cc  
2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36 ?'s6Xmd  
2.5.1 全反射与倏逝波 36 K/L;8a  
2.5.2 全透射 37 Y}s@WJ  
2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38 */^QH@P  
2.6 反射率和透射率 39 bQ'8SCe  
2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40 rx0~`cVV:  
2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41 _oG&OJ@  
2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43 FAsFjRS  
习题 44 z^<L(/rg9"  
参考文献 44 Fv74bC%  
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 q_kdCO{:df  
3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45 Wp)*Mbq@  
3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47 *v ?m6R=)h  
3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53 F@ Swe  
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 ) ZfdQ3  
3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55 C;+h.;}<D  
3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61 7aV%=_  
3.4.1 一阶近似 62 QnQOm""  
3.4.2 二阶近似 63 ntFT>g{B  
3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64 vS\Nd1~?  
3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64 "]K>j'^Zs<  
3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66 |`Or'%|PR  
3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70 U*3J+Y  
3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72 a2IgC25  
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 .*g0w`H5pU  
3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75 _{<seA  
习题 79 jhu07HX_  
参考文献 79 Rk!X]-`=  
第4章 膜系设计图示法 81 }}v9 `F  
4.1 矢量法 81 >/[GTqi  
4.2 导纳图解法 87 M?m,EQh.  
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 1W7%1FA  
4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89 Ar*^;/  
4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92 I[)%,jd  
4.3 金属膜导纳圆图 97 Wbr+KX8)  
4.4 膜系层间电场分布 99 CI
353-`
 
习题 100 v~QHMg  
参考文献 101 }>)[<;M>%  
第二篇 光学等膜分类反应用 8>hwK)av  
第5章 增透膜 102 @)o^uU T  
5.1 表面反射对光学系统性能的影响 102 ^8.]d~j
 
5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104 >B]'fUt5a  
5.3 透射滤光片组合透射率 106 I:K"'R^  
5.4 均匀介质增透膜 107 ^[:p|U2mA  
5.4.1 单层均匀介质增透膜 107 ;rc`OZyE  
5.4.2 多层均匀介质增透膜 108 R2Zgx\VV'  
5.5 非均匀介质增透膜 113 dXF^(y]l  
5.6 入射角变化对透射率的影响 115 7}M2bH} \K  
5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117 /|* Y2ETOr  
习题 118 93Co}@Y;Y+  
参考文献 118 '>r7V  
第6章 高反射膜 120 i3rH'B-I.  
6.1 反射镜组合的反射率 120 Fu!RhsW5j  
6.2 周期多层膜系的反射率 121 'yMF~r3J  
6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121 &=VDASEu  
6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122 ^0/j0]O  
6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123 nBk)WX&[K  
6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126 (sh)TBb5  
6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128 L4!{h|  
6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129 v`M3eh@$A  
6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131 z`:lcF{V  
6.8 金属反射镜 134 RzWXKBI\E]  
6.8.1 常用金属反射镜 134 Na:w]r:y  
6.8.2 金属一介质反射镜 136 H1} RWaJ  
6.9 影响反射特性的因素 137 )wT-8o  
6.10 高反射镜应用实例 143 EK4d_L]I  
6.10.1 激光高反射镜 143 yu;P +G  
6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144 J+`VujWT  
6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145 6I%5Q4Ll  
习题 146 iyg*Xbmi~.  
参考文献 146 O#F4WWF  
第7章 带通滤光片 149 ]*AR,0N&  
7.1 带通滤光片的特性描述 149 ouuuc9x]  
7.2 带通滤光片的基本构型一一法布里一咱罗干涉仪及其变形 150 Za1QC;7  
7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151 6_FE4RR[  
7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151 YJ\Xj56gv  
7.3.2 膜系透射定理 153 ljb7oA3cP4  
7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155 3.*8)NW  
7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156 0N$v"uX@  
7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164 dw*_(ys  
7.4 窄带和中等带宽滤光片 164 !O<)\)|g  
7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164 (L/_^!ZX  
7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172 h2XfC.f  
7.4.3 诱导带通滤光片 174 "thdPZ  
7.5 超窄带带通滤光片 183
]"?)Z  
7.6 宽带带通滤光片 185 [k/@E+
;  
7.7 带通滤光片的角特性 186 S[J}UpV  
7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190 JsODzw  
7.9 多通道窄带带通滤光片 192 V=o t-1,j7  
习题 193 0@%v1Oja  
参考文献 193 |>dI/_'  
第8章 截止滤光片 196 . QBF`Rz  
8.1 截止滤光片的特性描述 196 E>D_V@,/  
8.2 吸收型截止滤光片 197 $w`=z<2yo1  
8.3 干涉型截止滤光片 198 bcE._9@@  
8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198 gcl5jB5)>  
8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199 ,,q10iF  
8.3.3 [(0.5H)L(0.5H)]和[ (0.5L) H(0.5L)]类型对称膜系的光学等效导纳和等效相位 201 QC}CRkp  
8.3.4 [(0.5H)L(0.5H)Jm 和[(0.5L) H(0.5L)]m类型周期对称膜系的透射率 203 (2$p{Uf  
8.3.5 透射带内波纹的压缩 208 7_inJ$  
8.3.6 截止带的展宽 210 A;]}m8(*  
8.3.7 透射带的展宽和压缩 212 vVFy*#I#_[  
8.4 金属介质膜截止滤光片 218 pSdI/Vj'=  
8.5 热反射镜、冷反射镜和太阳能电池覆盖膜 218 |xdsl,  
习题 221 6\q]rfQ  
参考文献 221 K3#@SYj  
第9章 带阻滤光片 223 dtRwTUMe?  
9.1 带阻滤光片的特性描述 223 w=T\3(%j  
9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223 4\8+9b\9"  
9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224 $#9;)8J  
9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224 3cK I  
9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227 d,B:kE0Y  
9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230 z`f($t[  
9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231 7o#I
,
d~  
9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232 G}b]w~ML~  
9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233 LnH?dy  
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 @1o/0y"  
习题 241 T[UN@^DP(  
参考文献 241 H4&lb}  
第10章 分光镜 243 }HFN3cq;C  
10.1 中性分光镜 243 ,9zjFI  
10.1.1 金属膜中性分光 244 3q\,$*D.  
10.1.2 介质膜中性分光 245 P-yjN  
10.1.3 金属介质膜中性分光 247 iJ1"at  
10.2 双色分光镜 249 FQ<Ju.  
10.3 偏振分光 254 4;yKOQD|
 
10.3.1 偏振特性的描述 254 !Prg_6 `  
10.3.2 平板偏振分光镜 255 &8Cu#^3  
10.3.3 棱镜偏振分光 258 Q ayPo]O  
10.3.4 宽角宽带偏振分光 259 3Q.#c,`jV  
10.4 消偏振分光 262 7&jTtKLj  
10.4.1 偏振分离的描述 263 n|9-KTe7|*  
10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267 5YE'L.  
10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271 -#u=\
8  
10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273 r1 !@hT  
10.5 分光中的消色差问题 280 Hq:X{)"  
习题 281 I9_RlAd  
参考文献 282 zPn+V7F  
第二篇 薄膜扶术基础 RO+GK`J  
第11章 薄膜制备技术 283 ` Mjj@[  
11.1 真空技术简介 283 2_HNhW  
11.1.1 真空的基本知识 283 N +Yxz;Mg  
11.1.2 真空的获得 284 n'n/Tu   
11.1.3 真空的测量 286 O_oPh]x)  
11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289 t5\-v_mG=&  
11.2.1 蒸镀法 289 pjKWtY@=X  
11.2.2 溅射法 300 *2pt%eav  
11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306 =_JjmTy;a  
11.3.1 化学气相沉积的原理 307 >E;uU[v)I  
11.3.2 常压化学气相沉积 308 B+P(M!m3  
11.3.3 低压化学气相沉积 308 } gyj0  
11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309 <wN}X#M  
11.3.5 光化学气相沉积 310 /M1ob:m  
11.3.6 金属有机化学气相沉积 311 4tRYw0f47  
11.3.7 原子层沉积 312 JVvs-bK5
 
11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313 t3 8m'J :>  
11.4.1 化学镀 313 +\d56j+D  
11.4.2 阳极氧化法 314 ?uzRhC_)!  
11.4.3 溶胶一凝胶法 314 S 6@u@C  
11.4.4 电镀 315 yj 3cyLXw  
11.4.5 LB 膜制备技术 315 Yb|
c\[ %  
11.5 光刻蚀 316 ]sf7{lVT  
11.5.1 光刻工艺 316 ?GKb7Oj  
11.5.2 光刻胶 317 7Wf/$vRab  
11.5.3 掩模 318 !JHL\M>
A5  
11.5.4 曝光 318 T0wW<_jh  
11.5.5 刻蚀方法 318 W9 GxXPA  
11.5.6 无掩模刻蚀 321 ! `  
11.5.7 刻蚀图形及折射率 323 w1EXh  
习题 323 ysQ_[ ]/  
参考文献 324 '.IW.{;$  
第12章 光学薄膜检测技术 326 &N2N6&Ta/  
12.1 光谱分析技术基础 326 .F98G/s  
12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326 + [iQLM?zo  
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 \FQRNj?'_  
12.2 薄膜透射率和反射率测量 333 SE@LYeC}dE  
12.2.1 透射率测量 333 %aG5F}S2~  
12.2.2 反射率测量 334 E:UW#S%A f  
12.3 薄膜吸收和散射测量 338 [_R~%Yh+'E  
12.3.1 吸收测量 338 [L3=x;U  
12.3.2 散射测量 342 $O&b``  
12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344 yr)G]K[/  
12.4 光学薄膜常数测量 347 u@Ih GME  
12.4.1 光度法 348 dP9qSwTa  
12.4.2 全反射衰减法 354 >:74%D0UF  
12.4.3 椭圆偏振法 357 u1J0$  
12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358 ^n*)7K[  
12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359 |^&b8  
12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360 pNG:0  
12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362 kvL=> A  
12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366 @E&J_un  
12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368 G,&<<2{(f;  
12.6.1 薄膜微结构 368 5Yg'BkEr  
12.6.2 薄膜微结构检测 371 @6Y?\Wx$w  
12.6.3 雕塑薄膜 372 j8v8uZ;x  
12.6.4 薄膜化学成分检测 373 F|SXn\  
12.7 薄膜非光学特性测量 375 5bRJS70M  
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