《
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。
3.dUMJ$_ H`Z4a
N SpkVV/ 目录
|y:DLsom?i 第一篇 薄膜元学基本理抢
RD_;us@&&* 第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1
g3Xz- 1.1 麦克斯韦方程 1
wyc,Ir 1.2 平面电磁波 6
'Vrev8D 1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6
ToMX7xz6 1.2.2 理想介质中的平面波解 7
%*19S.=l 1.2.3 吸收介质中的平面波解 8
ASYUKh,h 1.3 平均电磁能流密度光强 9
Zi[)(agAT 1.4 电磁波谱、
光谱 10
W#lvH=y 习题 12
.y\HQ^j 参考文献 12
,F-tvSc\Q 第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14
?D\%ZXo 2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14
Czci6Lz 2.1.1 S波反射与透射 14
KqS2 2.1.2 P波反射与透射 16
q!H3JL 2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18
5AjK7[<L 2.2.1 S 波反射与透射 18
.nSupTyG 2.2.2 P 波反射与透射 20
C3b'Q 2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21
bL&]3n9Rwu 2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21
=:g^_Hy 2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24
$>h#|?*? 2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30
mhVoz0%1X 2.4.1 平面对称各向异性介质中麦克斯韦方程的分量形式 31
ZK
?x_`w 2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31
nEp'l.T 2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36
ILO+=xU 2.5.1 全反射与倏逝波 36
A5`7o9 2.5.2 全透射 37
kCwTv:) 2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38
bK].qN 2.6 反射率和透射率 39
\Zh)oUHd 2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40
w7Pe<vT 2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41
Gzir>'d2'V 2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43
rgYuF,BT. 习题 44
Vd/S81/ 参考文献 44
23f[i<4e 第3章 平面光波在平界面层状介质薄膜中的反射与透射 45
"~(&5M\8` 3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45
-oZac 3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47
_$'Mx'IC= 3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53
OhW=F2OIV 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
> 4ct[fW+ 3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55
4'd{H
Rs 3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61
x7@WWFF> 3.4.1 一阶近似 62
YDNqWP7s 3.4.2 二阶近似 63
XsOOkf\_ 3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64
+_gT|vlU 3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64
46zaxcY<! 3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66
w}Upa(dU 3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70
reA8=>b/ 3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72
/SXz_e 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
L,
{rMLM% 3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75
HLe^| 习题 79
aVP|:OAj 参考文献 79
Xo@YTol 第4章 膜系设计图示法 81
s3M84w z 4.1 矢量法 81
Su"_1~/2S 4.2 导纳图解法 87
k,7+=.6 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
vs1Sh?O 4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89
%]ayW$4 4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92
@ >(u:. 4.3 金属膜导纳圆图 97
*|HZ&} 4.4 膜系层间电场分布 99
be:phS4vz 习题 100
TJXraQK-= 参考文献 101
zcB2[eaV 第二篇 光学等膜分类反应用
tHtV[We.: 第5章 增透膜 102
!/}FPM_ 5.1 表面反射对
光学系统性能的影响 102
B~>cNj< 5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104
"F"_G 5.3 透射滤光片组合透射率 106
(b%y$D 5.4 均匀介质增透膜 107
e5ru:#P.p 5.4.1 单层均匀介质增透膜 107
^
6.lb\ 5.4.2 多层均匀介质增透膜 108
DvX3/z#T 5.5 非均匀介质增透膜 113
naIv= 5.6 入射角变化对透射率的影响 115
P/pjy 5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117
5)yOw|Bd 习题 118
,iVPcza 参考文献 118
20VVOnDY 第6章 高反射膜 120
oM<!I0"gC+ 6.1 反射镜组合的反射率 120
_E6}XNS 6.2 周期多层膜系的反射率 121
_IL2-c8 6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121
wm=RD98 6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122
g(<T u^F 6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123
`4%;qLxngP 6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126
h.V]f S 6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128
|=cCv_y 6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129
m1-\qt-yy 6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131
T;!ukGoFP 6.8 金属反射镜 134
i<m$#6<Z 6.8.1 常用金属反射镜 134
(a
`FS,M 6.8.2 金属一介质反射镜 136
sz/ *w 7 6.9 影响反射特性的因素 137
BF36V\ 6.10 高反射镜应用实例 143
B:-U`CHHQ 6.10.1
激光高反射镜 143
A)Qh 6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144
1TNz&=e 6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145
K 3Yw8t2J 习题 146
{/d4PI7)tK 参考文献 146
'j,oIqx 第7章 带通滤光片 149
lc[XFc 7.1 带通滤光片的特性描述 149
k&)K( 7.2 带通滤光片的基本构型一一法布里一咱罗干涉仪及其变形 150
@P:R~m2 7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151
>5;N64]!) 7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151
\+k, :8s/ 7.3.2 膜系透射定理 153
rH_Jh}Y 7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155
YwL`>? 7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156
2{ o0@ 7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164
|2)Sd[q 7.4 窄带和中等带宽滤光片 164
lC#RNjDp/~ 7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164
!4R>O6k 7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172
X JY5@I. 7.4.3 诱导带通滤光片 174
'>3`rsu 7.5 超窄带带通滤光片 183
<jeh`g 7.6 宽带带通滤光片 185
Y4#y34We 7.7 带通滤光片的角特性 186
-bypuMQ-p 7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190
!?nu? 7.9 多通道窄带带通滤光片 192
1SW4Y 习题 193
rA,CQypo 参考文献 193
D?e"U_ 第8章 截止滤光片 196
`=79i$,,t
8.1 截止滤光片的特性描述 196
{Eu'v$c! 8.2 吸收型截止滤光片 197
IX9K.f 8.3 干涉型截止滤光片 198
k oM]S+1 8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198
bM"fk& 8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199
s~^*+kq 8.3.3 [(0.5H)L(0.5H)]和[ (0.5L) H(0.5L)]类型对称膜系的光学等效导纳和等效相位 201
:BZMnCfA 8.3.4 [(0.5H)L(0.5H)Jm 和[(0.5L) H(0.5L)]m类型周期对称膜系的透射率 203
a/~29gW8E\ 8.3.5 透射带内波纹的压缩 208
xf/m!b"p 8.3.6 截止带的展宽 210
mDfwn7f 8.3.7 透射带的展宽和压缩 212
]:&n-&@L 8.4 金属介质膜截止滤光片 218
)1f+ld%R 8.5 热反射镜、冷反射镜和
太阳能电池覆盖膜 218
+Hj/0pp 习题 221
wcZbmJ: 参考文献 221
I!0JG`& 第9章 带阻滤光片 223
p1D()- 9.1 带阻滤光片的特性描述 223
==N` !+ 9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223
D`Gt 9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224
SK+@HnKd 9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224
@`w n<%o$ 9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227
qD-fw-,: 9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230
-es"0wS<u 9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231
D`VFf\7 9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232
?*H9-2W@ 9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233
'T7 x@a`b) 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
>,"sHm}l% 习题 241
;i\C]* 参考文献 241
rJQ=9qn\ 第10章 分光镜 243
R"+wih 10.1 中性分光镜 243
,r=re!QI7 10.1.1 金属膜中性分光 244
.:y5U}vR 10.1.2 介质膜中性分光 245
:p>hW!~ 10.1.3 金属介质膜中性分光 247
ZenPw1 - 10.2 双色分光镜 249
ewnfeg1 10.3 偏振分光 254
Mvb':/M 10.3.1 偏振特性的描述 254
/v#)f-N%zs 10.3.2 平板偏振分光镜 255
AW~"yI< 10.3.3 棱镜偏振分光 258
eA=WGy@IcN 10.3.4 宽角宽带偏振分光 259
S~)w\(r 10.4 消偏振分光 262
?NG=8.p 10.4.1 偏振分离的描述 263
zizk7<?L. 10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267
rk|@B{CA; 10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271
JA^v 10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273
n ~,tQV 10.5 分光中的消色差问题 280
|P~;C6sf 习题 281
!aNh! 参考文献 282
S1bAu
< 第二篇 薄膜扶术基础
@dgH50o[ 第11章 薄膜制备技术 283
OBOwz4< 11.1 真空技术简介 283
*1A&'T2 11.1.1 真空的基本知识 283
Y3'," 11.1.2 真空的获得 284
|`O7nOM 11.1.3 真空的测量 286
wLJ]&puwm 11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289
oyx^a9 11.2.1 蒸镀法 289
WE6\dhJ< 11.2.2 溅射法 300
~/-eyxLTm 11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306
Gy"%R-j7 11.3.1 化学气相沉积的原理 307
>#(n"RCHf 11.3.2 常压化学气相沉积 308
u[oUCTY 11.3.3 低压化学气相沉积 308
jz'< 11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309
sL^yB 11.3.5 光化学气相沉积 310
/ T
c= 11.3.6 金属有机化学气相沉积 311
u0o'K9.r 11.3.7 原子层沉积 312
..W-76{ 11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313
aP-<4uGx 11.4.1 化学镀 313
I1gu<a 11.4.2 阳极氧化法 314
Ju<D7 11.4.3 溶胶一凝胶法 314
:&m(W Z\ 11.4.4 电镀 315
lK-I[i! 11.4.5 LB 膜制备技术 315
F~1R.r_Lu 11.5 光刻蚀 316
/03>|Juo 11.5.1 光刻工艺 316
v,;?+Ck 11.5.2 光刻胶 317
DI_mF#5q 11.5.3 掩模 318
t(Uoi~#[ 11.5.4 曝光 318
qb Q> z+c 11.5.5 刻蚀方法 318
'g#GUSXfj 11.5.6 无掩模刻蚀 321
e\<I:7%Rg 11.5.7 刻蚀图形及折射率 323
X6)LpMm 习题 323
)7^jq| 参考文献 324
' vwBG=9C 第12章 光学薄膜检测技术 326
z?PF9QL1 12.1 光谱分析技术基础 326
om1 /9 12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326
t.cplJF&Ue 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
,O}zgf*H; 12.2 薄膜透射率和反射率测量 333
]Uu/1TTf 12.2.1 透射率测量 333
b{&@Lm0Tn 12.2.2 反射率测量 334
ZU`"^FQ3A 12.3 薄膜吸收和散射测量 338
;bX{7j 12.3.1 吸收测量 338
=F9-,"EAI 12.3.2 散射测量 342
mS0W@# |K 12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344
`JRdOe 12.4 光学薄膜常数测量 347
WCH>9Z>cj 12.4.1 光度法 348
G.Q+"+*^ 12.4.2 全反射衰减法 354
Om^(CAp 12.4.3 椭圆偏振法 357
~m_{&,CA. 12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358
rY6x):sC 12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359
R2v9gz;W 12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360
2xf#@`U 12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362
d?&`ZVl 12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366
M6mgJonN| 12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368
<rtKPlb// 12.6.1 薄膜微结构 368
/{f"0]-RA 12.6.2 薄膜微结构检测 371
ugN t7P,^ 12.6.3 雕塑薄膜 372
v^ "qr?3V 12.6.4 薄膜化学成分检测 373
A|GtF3:G 12.7 薄膜非光学特性测量 375
b{qN7X~> WG A1XQ{