《
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。
F+hV'{|w` hi"C<b. GJ%^hr`P 目录
{?`rGJ{f 第一篇 薄膜元学基本理抢
5k0iVpjQ 第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1
(,I:m[0 1.1 麦克斯韦方程 1
IS]A<}j/- 1.2 平面电磁波 6
Ge2Klyi 1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6
TDo)8+.2z 1.2.2 理想介质中的平面波解 7
ZH
Q?{" 1.2.3 吸收介质中的平面波解 8
.+9*5 1.3 平均电磁能流密度光强 9
q9vND[BQ 1.4 电磁波谱、
光谱 10
q1VKoKb6\: 习题 12
+v
B}E 参考文献 12
3
`_/h' ~ 第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14
qraXAQ 2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14
'UX^] 2.1.1 S波反射与透射 14
B!+c74 2.1.2 P波反射与透射 16
6,=Z4> 2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18
gCghWg{S 2.2.1 S 波反射与透射 18
D/E5&6 2.2.2 P 波反射与透射 20
|m-N5$\IC 2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21
XCI 2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21
Iy_5k8] 2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24
Ic&~iqQ 2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30
I7U/={[J 2.4.1 平面对称各向异性介质中麦克斯韦方程的分量形式 31
V(TtOuv 2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31
*)Pm 2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36
WHC/'kvF 2.5.1 全反射与倏逝波 36
EGD{nE 2.5.2 全透射 37
8[@,i|kgg0 2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38
C|]c#X2t3 2.6 反射率和透射率 39
E{V?[HcWq 2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40
z-
q.8~Z 2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41
j&
7>ph 2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43
~3s?.[}d 习题 44
sK%b16# 参考文献 44
Vs"b
第3章 平面光波在平界面层状介质薄膜中的反射与透射 45
HB )+.e 3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45
]C^ #)7 3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47
'
wl}) 3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53
%i\rw*f 3.3.1 平面分界面多层均匀介质薄膜反射系数和透射系数计算的矩阵方法 53
M
%,\2!$ 3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55
jsAx;Z:QT 3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61
e;vI XJE 3.4.1 一阶近似 62
diXWm-ZKL 3.4.2 二阶近似 63
B*G]Dr)e 3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64
b,Eq-Z; 3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64
Qy9_tvq
X 3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66
_gVihu 3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70
w~6/p 3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72
76T7<.S 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
]ttF''lH 3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75
#bt z94/~O 习题 79
o+x%q<e;c 参考文献 79
Vn_&q6Pa 第4章 膜系设计图示法 81
-+){ ;, 4.1 矢量法 81
uV gA <*0 4.2 导纳图解法 87
mZU
L}[xf 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
7z$53z 4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89
EF&CV{Sw 4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92
>C,0}lj 4.3 金属膜导纳圆图 97
Gw)y<h 4.4 膜系层间电场分布 99
/[ m7~B]QE 习题 100
FqJd 参考文献 101
kVLZdXn,q2 第二篇 光学等膜分类反应用
3F,M{'q 第5章 增透膜 102
9z4F/tUq 5.1 表面反射对
光学系统性能的影响 102
FTUfJIVN( 5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104
r~=+>,
_ 5.3 透射滤光片组合透射率 106
G>pedE\ 5.4 均匀介质增透膜 107
?n<F?~ 5.4.1 单层均匀介质增透膜 107
0VvY(j:hp 5.4.2 多层均匀介质增透膜 108
D;JZ0." 5.5 非均匀介质增透膜 113
MY{Kq;FvRP 5.6 入射角变化对透射率的影响 115
@|\;#$?XW3 5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117
ty!DMg# 习题 118
hg12NzbK 参考文献 118
]|F`;} 7 第6章 高反射膜 120
mqeW,89 6.1 反射镜组合的反射率 120
'[6]W)f 6.2 周期多层膜系的反射率 121
%o9mG<.T 6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121
&LM@xt4"^[ 6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122
7r,GdP . 6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123
]pNM~, 6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126
X,@nD@ 6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128
At>e4t2@ 6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129
&5jc
&CS 6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131
#}.{|'L 6.8 金属反射镜 134
.\H-?6R^ 6.8.1 常用金属反射镜 134
8r}tf3xMCM 6.8.2 金属一介质反射镜 136
&pl)E$Y 6.9 影响反射特性的因素 137
]l }v 6.10 高反射镜应用实例 143
L]=mQo 6.10.1
激光高反射镜 143
?p6@uM\Q7 6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144
bHq.3; 6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145
Qv,ORm
h5 习题 146
1V5N)ty 参考文献 146
^Zpz@T>m 第7章 带通滤光片 149
a%y*e+oM 7.1 带通滤光片的特性描述 149
FM3.z)> 7.2 带通滤光片的基本构型一一法布里一咱罗干涉仪及其变形 150
/slCK4vFc 7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151
k'.cl^6Z8 7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151
(|O(BxS 7.3.2 膜系透射定理 153
4WlBQ<5 7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155
_0 [s] 7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156
eOVln1a 7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164
|1kA6/ 7.4 窄带和中等带宽滤光片 164
r
*N@%T 7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164
J}Z\I Y, 7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172
Z>`frL 7.4.3 诱导带通滤光片 174
c(Xm~
'jeH 7.5 超窄带带通滤光片 183
XR=ebl 7.6 宽带带通滤光片 185
]x1ba_ 7.7 带通滤光片的角特性 186
&B8x0 yi 7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190
(CDh,ZN;| 7.9 多通道窄带带通滤光片 192
WO69Wo\C 习题 193
j~rW
2( 参考文献 193
oeVI 6-_S 第8章 截止滤光片 196
4J9Y 8.1 截止滤光片的特性描述 196
MR,>]|
^ 8.2 吸收型截止滤光片 197
s Wj:m ) 8.3 干涉型截止滤光片 198
,o2x,I 8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198
`,FA3boE 8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199
m,5m'9dj 8.3.3 [(0.5H)L(0.5H)]和[ (0.5L) H(0.5L)]类型对称膜系的光学等效导纳和等效相位 201
i @M^l`w 8.3.4 [(0.5H)L(0.5H)Jm 和[(0.5L) H(0.5L)]m类型周期对称膜系的透射率 203
}uD*\. 8.3.5 透射带内波纹的压缩 208
Ayw {I#" 8.3.6 截止带的展宽 210
WYvcN8F 8.3.7 透射带的展宽和压缩 212
sz7<u| 8.4 金属介质膜截止滤光片 218
c[6<UkH7 8.5 热反射镜、冷反射镜和
太阳能电池覆盖膜 218
?MRT 习题 221
?S)Pv53>} 参考文献 221
n Fwg pT 第9章 带阻滤光片 223
w$qdV,s 7 9.1 带阻滤光片的特性描述 223
Fyz1LOH[X 9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223
HlxgJw~< 9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224
!{r@ H+Kf 9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224
it j&L <e 9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227
H8Ra !FW@ 9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230
5p.#nc!;y 9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231
TY+Rol;! 9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232
74Aecb{ 9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233
bT:;^eG" 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
Q:b>1 习题 241
Re;[S[D7 参考文献 241
FYaBP;@J% 第10章 分光镜 243
6
#jpA.; 10.1 中性分光镜 243
-!j5j:RR 10.1.1 金属膜中性分光 244
5'rP-z~
u 10.1.2 介质膜中性分光 245
(Kkqyrb 10.1.3 金属介质膜中性分光 247
zM%2h:*+{ 10.2 双色分光镜 249
N@? z&urQi 10.3 偏振分光 254
e&pt[W}X%u 10.3.1 偏振特性的描述 254
78'3&,+si 10.3.2 平板偏振分光镜 255
xCU
pMB7 10.3.3 棱镜偏振分光 258
t%s(xz#1 10.3.4 宽角宽带偏振分光 259
Gd2t^tc 10.4 消偏振分光 262
C%P"\>5@ 10.4.1 偏振分离的描述 263
F^DDN7AKH 10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267
%&$s0=+ 10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271
];{CNDAL2 10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273
>
8!9 10.5 分光中的消色差问题 280
Qv;^nj{\qV 习题 281
dr=h;[Q' 参考文献 282
' '|R$9\@ 第二篇 薄膜扶术基础
H1ox>sC 第11章 薄膜制备技术 283
4:s!mHcz 11.1 真空技术简介 283
y(6*)~Dh 11.1.1 真空的基本知识 283
)K0rPnYV 11.1.2 真空的获得 284
kSqMI'89 11.1.3 真空的测量 286
?Hf8<C} 3 11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289
Q$S|L C 11.2.1 蒸镀法 289
eBlB0P
11.2.2 溅射法 300
Z&Z=24q_ 11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306
X./7b{Pax 11.3.1 化学气相沉积的原理 307
V%w]HIhq 11.3.2 常压化学气相沉积 308
X|pOw," 11.3.3 低压化学气相沉积 308
\ci[<CP 11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309
:&=`xAX- 11.3.5 光化学气相沉积 310
}ILg_>uq[ 11.3.6 金属有机化学气相沉积 311
-]Q6Ril 11.3.7 原子层沉积 312
>KCnmi 11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313
D]5cijO6 11.4.1 化学镀 313
`< cn 11.4.2 阳极氧化法 314
5cSqo{|En 11.4.3 溶胶一凝胶法 314
cY%6+uJ1 11.4.4 电镀 315
Pu0O6@Rg 11.4.5 LB 膜制备技术 315
`^CIOCK% 11.5 光刻蚀 316
/: }"Z b 11.5.1 光刻工艺 316
)tR@\G >% 11.5.2 光刻胶 317
@]:GTrs 11.5.3 掩模 318
gO]jeO 11.5.4 曝光 318
Ub*O*nre 11.5.5 刻蚀方法 318
+m1y#|08 11.5.6 无掩模刻蚀 321
$r/tVu2!W 11.5.7 刻蚀图形及折射率 323
{w VJv1*l 习题 323
F*/J`l 参考文献 324
>Byxb./* 第12章 光学薄膜检测技术 326
-x0u}I 12.1 光谱分析技术基础 326
4X:S#z
12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326
L3^+`e 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
@xPWR=Lb 12.2 薄膜透射率和反射率测量 333
HF]|>1WV[ 12.2.1 透射率测量 333
/UPe@ 12.2.2 反射率测量 334
^q)s 12.3 薄膜吸收和散射测量 338
V.kRV{43 12.3.1 吸收测量 338
LHgEb9\Q 12.3.2 散射测量 342
~"#[<d 12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344
}E](NvCq 12.4 光学薄膜常数测量 347
Kv>P+I'|r 12.4.1 光度法 348
e"ur+7 12.4.2 全反射衰减法 354
)_Wo6l)i 12.4.3 椭圆偏振法 357
`\#J&N 12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358
_';oT*# 12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359
!p|d[ 12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360
$"6O92G(hJ 12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362
9w( Wtw' 12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366
6]5e(J{Fz 12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368
7!%xJ! 12.6.1 薄膜微结构 368
5Uha,Q9SA 12.6.2 薄膜微结构检测 371
};s8xGW:k3 12.6.3 雕塑薄膜 372
DE _<LN
12.6.4 薄膜化学成分检测 373
_h8|shyP 12.7 薄膜非光学特性测量 375
0}iND$6@a "jMSF@lr