《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。 ^Jpd9KK  
]
G&\L~P  
ZU@jtqq  
目录 h?tV>x/Fu  
第一篇 薄膜元学基本理抢 3:Egqw  
第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1 5e8-?w%e  
1.1 麦克斯韦方程 1 M6Z`Pwv];  
1.2 平面电磁波 6 kRa$jD^?  
1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6 4i&!V9@:  
1.2.2 理想介质中的平面波解 7 Z:gsguX  
1.2.3 吸收介质中的平面波解 8 Ip\g^ia  
1.3 平均电磁能流密度光强 9
4IE#dwZW  
1.4 电磁波谱、光谱 10 Cu<ojN- $  
习题 12 8-6{MJ?F  
参考文献 12 h4xdE0  
第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14 sh3}0u+  
2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14 s_?*R  
2.1.1 S波反射与透射 14
-xEg"dY/  
2.1.2 P波反射与透射 16 ]@]"bF!Dn  
2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18 @,$HqJ  
2.2.1 S 波反射与透射 18 H t$%)j9  
2.2.2 P 波反射与透射 20 .kDCcnm  
2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21 X KeK;+  
2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21 gz:c_HJ  
2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24 yG_.|%e  
2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30 ;G&O"S><]c  
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 UM^hF%  
2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31 l%w|f`B:  
2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36 r|$g((g  
2.5.1 全反射与倏逝波 36 n9yv.p]  
2.5.2 全透射 37 !aoO,P#j  
2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38 goWt!,&f  
2.6 反射率和透射率 39 Nq1RAM  
2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40 ~t$VzL1  
2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41 %j`]x -aOz  
2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43 A[Xw|9  
习题 44 $>`8'I  
参考文献 44 +eat,3Ji  
第3章 平面光波在平界面层状介质薄膜中的反射与透射 45 05DtU!3O  
3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45 )2\a5iH  
3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47 }trMQ  
3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53 HM x9M$  
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 @72G*u\Wz  
3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55 FpYoCyD}  
3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61 -O6o^Dk  
3.4.1 一阶近似 62 S+ x[1#r  
3.4.2 二阶近似 63 \Bf{/r5x  
3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64 *tqeq y-X  
3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64 *V+fRN4 W  
3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66 }zLE*b,  
3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70 +<#-52br\  
3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72 v7RDoO]I  
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 zoXF"Nz  
3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75 HxAa,+k  
习题 79 ttOsL')|  
参考文献 79 R2gax;  
第4章 膜系设计图示法 81 >m46tfoM  
4.1 矢量法 81 R 1\]Y  
4.2 导纳图解法 87 !ym5'h  
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 e hGC N=  
4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89 D-/A>  
4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92 U^S0H(>  
4.3 金属膜导纳圆图 97 r,\(Y@I  
4.4 膜系层间电场分布 99 q2Dg~et  
习题 100 +z_0?x  
参考文献 101 uhLW/?q.  
第二篇 光学等膜分类反应用 :I8t}Wg  
第5章 增透膜 102 ""=Vt]  
5.1 表面反射对光学系统性能的影响 102 Si(?+bda0c  
5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104 4O'ho0w7  
5.3 透射滤光片组合透射率 106 e!yt<[ph  
5.4 均匀介质增透膜 107 UbXz`i  
5.4.1 单层均匀介质增透膜 107 [&&4lKC}u  
5.4.2 多层均匀介质增透膜 108 6C=.8eP  
5.5 非均匀介质增透膜 113 +-i@R%  
5.6 入射角变化对透射率的影响 115 ewR0e.g  
5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117 V"z0]DP5~  
习题 118 yCVBG  
参考文献 118 B:SRHd{*Wu  
第6章 高反射膜 120 mv_-|N~  
6.1 反射镜组合的反射率 120 nDfDpP&  
6.2 周期多层膜系的反射率 121 "@_f>3z  
6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121 ]](hwj  
6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122 %1<|.Dmd  
6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123 hi%>&i*  
6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126 p;HZA}p \  
6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128 K} @q+  
6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129 %$U+?lk}  
6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131 CEiG
jo^  
6.8 金属反射镜 134 ">7 bnOJ  
6.8.1 常用金属反射镜 134 lH8?IkK,g  
6.8.2 金属一介质反射镜 136 0n%`Xb0q  
6.9 影响反射特性的因素 137 GbhaibkO  
6.10 高反射镜应用实例 143 78kk"9h'  
6.10.1 激光高反射镜 143 -#@;-2w  
6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144 f sMF46  
6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145 :\Dm=Q\  
习题 146 uu:BN0  
参考文献 146 5 X rn]  
第7章 带通滤光片 149 xo}hu%XL  
7.1 带通滤光片的特性描述 149 )DW;Gc  
7.2 带通滤光片的基本构型一一法布里一咱罗干涉仪及其变形 150 Mh\c+1MFs  
7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151 B7 T+a  
7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151 E;SFf  
7.3.2 膜系透射定理 153 Ogb!YF#e  
7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155 V_:/#G]jeG  
7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156 vKxwv YDe  
7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164 RN;Tqq):  
7.4 窄带和中等带宽滤光片 164
-c. a7  
7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164 v "07H  
7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172 _F$?Z  
7.4.3 诱导带通滤光片 174 EJZ2V>\_-0  
7.5 超窄带带通滤光片 183 'k hJ
Z:  
7.6 宽带带通滤光片 185 8V@3T/}  
7.7 带通滤光片的角特性 186 7_LE2jpC,5  
7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190 b=sc2)3?  
7.9 多通道窄带带通滤光片 192 z\a#"2(G.  
习题 193 gs'(px  
参考文献 193 n#iL[ &/Aw  
第8章 截止滤光片 196 6w'^,V  
8.1 截止滤光片的特性描述 196 u+N[Cgh  
8.2 吸收型截止滤光片 197 gC?k6)p$N  
8.3 干涉型截止滤光片 198 D n^RZLRhy  
8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198 MCvjdc3:  
8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199 '{EDdlX  
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 3;&N3:,X  
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 VrHFM(RNe  
8.3.5 透射带内波纹的压缩 208 8ARpjYZP  
8.3.6 截止带的展宽 210 IP-mo!Y.  
8.3.7 透射带的展宽和压缩 212 $WDa}~j~^  
8.4 金属介质膜截止滤光片 218 {?82>q5F  
8.5 热反射镜、冷反射镜和太阳能电池覆盖膜 218 { Uh/ ~zu  
习题 221 ]P-;]*&=  
参考文献 221 9G&l{7=  
第9章 带阻滤光片 223 3.Y/ZWON  
9.1 带阻滤光片的特性描述 223 ibh!8"[  
9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223 3AWg43L7  
9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224 S%'t )tt,  
9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224 y'{0|Xj  
9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227 V7.EDE2A3  
9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230 cxVnlgq1  
9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231 jGId)f!)  
9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232 4e* rBTl
  
9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233 |]V0sgpoZ  
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 b}Jcj  
习题 241 2x0[@cTi?  
参考文献 241 YOqBIbp~&)  
第10章 分光镜 243 4Xlq Ym  
10.1 中性分光镜 243 XvWUJ6M  
10.1.1 金属膜中性分光 244 wPOQy~:  
10.1.2 介质膜中性分光 245 zUWu5JI  
10.1.3 金属介质膜中性分光 247 (c_E*>c)  
10.2 双色分光镜 249 zbrDDkZ1  
10.3 偏振分光 254 ka655O/)&  
10.3.1 偏振特性的描述 254 :\>@yCD  
10.3.2 平板偏振分光镜 255 WEZ)7H  
10.3.3 棱镜偏振分光 258 Que-  
10.3.4 宽角宽带偏振分光 259 1O8RGk4  
10.4 消偏振分光 262 M,zUg_@  
10.4.1 偏振分离的描述 263 =98@MX%P  
10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267 W2s6!_AN  
10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271 t ?rUbN  
10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273 K.B!-<  
10.5 分光中的消色差问题 280 THC34u]  
习题 281 y]+q mNw"+  
参考文献 282 }<m9w\pA  
第二篇 薄膜扶术基础 UH2fP G  
第11章 薄膜制备技术 283 _3.=| @L  
11.1 真空技术简介 283 z^b
v)u  
11.1.1 真空的基本知识 283 _DS_AW}D  
11.1.2 真空的获得 284 s:CsUl|  
11.1.3 真空的测量 286 (V5_q,2  
11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289 M, f6UYo=  
11.2.1 蒸镀法 289 .}C pX  
11.2.2 溅射法 300 l!
5fuB8  
11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306 _46 
y  
11.3.1 化学气相沉积的原理 307 ly9.2<oz}L  
11.3.2 常压化学气相沉积 308 w*n@_n={  
11.3.3 低压化学气相沉积 308 #!qa#.Yi  
11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309 K_;'-
B  
11.3.5 光化学气相沉积 310 eT0Yp  
11.3.6 金属有机化学气相沉积 311 5=(fuY3  
11.3.7 原子层沉积 312 +G)L8{FY(  
11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313 j&~`H:=E  
11.4.1 化学镀 313 hV_bm@f/y  
11.4.2 阳极氧化法 314 `saDeur#X  
11.4.3 溶胶一凝胶法 314 2NB/&60<  
11.4.4 电镀 315 {B+|",O5)  
11.4.5 LB 膜制备技术 315 j\@Ht~G  
11.5 光刻蚀 316 [M?'Nw/[S  
11.5.1 光刻工艺 316 zg>4/10P1q  
11.5.2 光刻胶 317 ROb2g|YXG  
11.5.3 掩模 318 3 vr T`  
11.5.4 曝光 318 6ZKSet8  
11.5.5 刻蚀方法 318 <a_ytSoG1  
11.5.6 无掩模刻蚀 321
3HCH-?U5  
11.5.7 刻蚀图形及折射率 323 xO3-I@  
习题 323 cc37(=oKL  
参考文献 324 J%r$jpd'  
第12章 光学薄膜检测技术 326 apmZ&Ab  
12.1 光谱分析技术基础 326 =r=?N\7I  
12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326 "0Ca;hSLM2  
12.1.2 紫外一可见光分光光度计和傅里叶变换红外光谱仪 330 DNwqi"  
12.2 薄膜透射率和反射率测量 333 O7,)#{  
12.2.1 透射率测量 333 4@0y$Dv\  
12.2.2 反射率测量 334 ]fiAV|'^  
12.3 薄膜吸收和散射测量 338 qGivR
DR$  
12.3.1 吸收测量 338 q}x+#[Ef  
12.3.2 散射测量 342 'Sk-L 5  
12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344 B\*"rSP\  
12.4 光学薄膜常数测量 347 xWR<>Og.  
12.4.1 光度法 348 9IfeaoZZ4q  
12.4.2 全反射衰减法 354 T*pcS'?'  
12.4.3 椭圆偏振法 357 \+,%RN.  
12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358 NRIp@PIF:"  
12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359 Ga,+  
12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360 U?/C>g%/PI  
12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362 J2Y S+%K  
12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366 S~GL_#a  
12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368 %0&c0vT  
12.6.1 薄膜微结构 368 9S<g2v  
12.6.2 薄膜微结构检测 371 LeEv']  
12.6.3 雕塑薄膜 372 0Tp,b (;n  
12.6.4 薄膜化学成分检测 373 #cGn5c}  
12.7 薄膜非光学特性测量 375 lE|Hp  
g._`"c