《
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。
FS8S68 TfL4_IAG. 9x(}F<L 目录
3:UA<&=s 第一篇 薄膜元学基本理抢
rw&y,%2 第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1
~]4kkm7Y 1.1 麦克斯韦方程 1
K<#-"Xe; 1.2 平面电磁波 6
*.8JP 1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6
)`<6taKx@n 1.2.2 理想介质中的平面波解 7
3x![8 x 1.2.3 吸收介质中的平面波解 8
H "O$& 1.3 平均电磁能流密度光强 9
i-,'.w 1.4 电磁波谱、
光谱 10
3EmcYC 习题 12
PT+c&5A S 参考文献 12
P])L8zK 第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14
ZY)%U*jWU 2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14
6%%PP8.F 2.1.1 S波反射与透射 14
2hy NVG&$ 2.1.2 P波反射与透射 16
Yc
d3QRB 2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18
qtzFg# 2.2.1 S 波反射与透射 18
FRgLlp8x 2.2.2 P 波反射与透射 20
Mm.Ql 2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21
W<Z$YWr 2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21
847 R
2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24
PRwu 2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30
!_dR' 2.4.1 平面对称各向异性介质中麦克斯韦方程的分量形式 31
]%Y\ZIS 2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31
9\>sDSCx 2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36
) \4
| 2.5.1 全反射与倏逝波 36
6Hwxx5>r 2.5.2 全透射 37
9Eg&CZ,9$D 2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38
{ V0>iN:~S 2.6 反射率和透射率 39
0V3gKd7 2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40
SW#BZ3L 2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41
H UkerV 2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43
q`[K3p
习题 44
H<Hrwy~ 参考文献 44
wLUF v(&C 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
\B&6TeR 3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45
<BPRV> 0X 3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47
wyzOcx>M 3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53
GmbIFOT~
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
]`d2_mu 3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55
ZBJ3 VK 3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61
/l6\^Xf{ 3.4.1 一阶近似 62
\TUE<<?1s 3.4.2 二阶近似 63
2e.N"eLNt 3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64
~.6|dw\p! 3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64
+#s;yc#=2 3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66
+]c}rWm 3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70
5B{k\H; 3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72
Y208b?=9w 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
o%`npi1y 3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75
Gs_qO)~xo 习题 79
sa9fK Z'q 参考文献 79
Mlj#b8 第4章 膜系设计图示法 81
?PH/?QP 4.1 矢量法 81
s}ADk-7 4.2 导纳图解法 87
*,lh:
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
q}wj}t# 4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89
~@Kf2dHes 4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92
C(o.Cy6 4.3 金属膜导纳圆图 97
rN"Xz 4.4 膜系层间电场分布 99
2xn<E>] 习题 100
^i'y6J 参考文献 101
ZPyM>XK$4 第二篇 光学等膜分类反应用
s4$X 第5章 增透膜 102
etyCrQ
?U 5.1 表面反射对
光学系统性能的影响 102
NR4Jn?l{ 5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104
#6W,6(#^# 5.3 透射滤光片组合透射率 106
nm @']
5.4 均匀介质增透膜 107
>'`Sf ?+| 5.4.1 单层均匀介质增透膜 107
%8w9E= 5.4.2 多层均匀介质增透膜 108
jK3\K/ob( 5.5 非均匀介质增透膜 113
Tn A?u (R% 5.6 入射角变化对透射率的影响 115
=Ndli>x}1 5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117
.X'<
D* 习题 118
bRPO:lAy 参考文献 118
#s2B%X 第6章 高反射膜 120
[AR>?6G- 6.1 反射镜组合的反射率 120
AmcC:5 6.2 周期多层膜系的反射率 121
.X
`C^z]+ 6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121
B1$ikY 6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122
>SDpuG&> 6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123
[U.v:tR 6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126
{Q~7M$ 6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128
~Ltr.ci 6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129
JE!("]& 6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131
u9]1X1wV 6.8 金属反射镜 134
)X5(#E 6.8.1 常用金属反射镜 134
0@pu@ DP~ 6.8.2 金属一介质反射镜 136
|0
!I5|<k 6.9 影响反射特性的因素 137
maC>LBa2/ 6.10 高反射镜应用实例 143
!M;A*:- 6.10.1
激光高反射镜 143
tln1eN((q 6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144
G{RTH_p 6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145
<I2z& 习题 146
Mo^`\/x! 参考文献 146
f=aIXhiYU 第7章 带通滤光片 149
6)[<)?A.[ 7.1 带通滤光片的特性描述 149
/P+q}L% 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
`Ko[r
R+
7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151
Rj6|Y"gq9 7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151
X:=c5*0e 7.3.2 膜系透射定理 153
zn)yFnB!TH 7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155
l,d, T 7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156
c2<,|D| 7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164
|LmSWy*7 7.4 窄带和中等带宽滤光片 164
KAc >-c< 7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164
?)i1b\4Go 7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172
iiNSDc 7.4.3 诱导带通滤光片 174
Eg8i _s~: 7.5 超窄带带通滤光片 183
w sY}JT 7.6 宽带带通滤光片 185
.y): Rh^ 7.7 带通滤光片的角特性 186
ndi+xaQtG 7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190
,W*H6fw+ 7.9 多通道窄带带通滤光片 192
u^4h&fL 习题 193
3~%!m<1: 参考文献 193
T PYDs+U 第8章 截止滤光片 196
N:W9}, 8.1 截止滤光片的特性描述 196
fKkjn4&W 8.2 吸收型截止滤光片 197
/1fwl5\ 8.3 干涉型截止滤光片 198
R^8{bP 8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198
y=H@6$2EQ 8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199
U<bYFuS" 8.3.3 [(0.5H)L(0.5H)]和[ (0.5L) H(0.5L)]类型对称膜系的光学等效导纳和等效相位 201
l[%lE 8.3.4 [(0.5H)L(0.5H)Jm 和[(0.5L) H(0.5L)]m类型周期对称膜系的透射率 203
/fwgqFVk 8.3.5 透射带内波纹的压缩 208
=+oZtP-+o 8.3.6 截止带的展宽 210
gx;O6S{ 8.3.7 透射带的展宽和压缩 212
P}r)wAt 8.4 金属介质膜截止滤光片 218
A3+6#?:; 8.5 热反射镜、冷反射镜和
太阳能电池覆盖膜 218
x-_vl
9P) 习题 221
o""~jc~ 参考文献 221
g7V_[R(6 第9章 带阻滤光片 223
p;%<mUI 9.1 带阻滤光片的特性描述 223
6 hiC?2b{x 9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223
{a"RXa 9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224
C-SLjJw 9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224
)2.)3w1_4 9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227
.
/m hu 9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230
c K <)$* 9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231
+m/,,+4 9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232
JwP:2-o 9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233
_T*AC. 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
]~jN^"o_B 习题 241
>i~^TY-& 参考文献 241
K=\&+at1 第10章 分光镜 243
L
*Y|ey 10.1 中性分光镜 243
0I%: BT 10.1.1 金属膜中性分光 244
FvXqggfGv 10.1.2 介质膜中性分光 245
&drFQ| 10.1.3 金属介质膜中性分光 247
I>n
g` 10.2 双色分光镜 249
wE Qi0! 10.3 偏振分光 254
X")|Uw8Kl/ 10.3.1 偏振特性的描述 254
(bm;*2 10.3.2 平板偏振分光镜 255
]QrR1Rg 10.3.3 棱镜偏振分光 258
$p$dKH 10.3.4 宽角宽带偏振分光 259
J^zi2jtV 10.4 消偏振分光 262
m*n5zi|O 10.4.1 偏振分离的描述 263
|NMO__l@ 10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267
ISNcswN# 10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271
CL9yEy"V 10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273
Y(VO.fVJK 10.5 分光中的消色差问题 280
ja T$gAx 习题 281
jP=Hf=:$ 参考文献 282
nhH;?D3 第二篇 薄膜扶术基础
m 7LUrU 第11章 薄膜制备技术 283
h9CIZU[Nh 11.1 真空技术简介 283
OW5t[~y] 11.1.1 真空的基本知识 283
V|FrN*m 11.1.2 真空的获得 284
bToq$%sCg 11.1.3 真空的测量 286
X0uJNHO 11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289
{j
SmoA 11.2.1 蒸镀法 289
b?VV'{4 11.2.2 溅射法 300
@;)PSp*j 11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306
npH?4S-8G 11.3.1 化学气相沉积的原理 307
2<r\/-#pU 11.3.2 常压化学气相沉积 308
Z4q~@|+% 11.3.3 低压化学气相沉积 308
HW 6.O|3 11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309
j1U 5~%^ 11.3.5 光化学气相沉积 310
r"wtZ]69 11.3.6 金属有机化学气相沉积 311
mP^SS
Je 11.3.7 原子层沉积 312
p3]Q^KFS 11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313
]<trA$ 0 11.4.1 化学镀 313
T|) {< 11.4.2 阳极氧化法 314
I.V:q!4* 11.4.3 溶胶一凝胶法 314
h @/;`E[ 11.4.4 电镀 315
V3s L; 11.4.5 LB 膜制备技术 315
i[nF.I5*f 11.5 光刻蚀 316
WES#ZYtT 11.5.1 光刻工艺 316
6mPm=I[oh 11.5.2 光刻胶 317
S~yR5cb 11.5.3 掩模 318
ejePDgi_[ 11.5.4 曝光 318
}31ZX 11.5.5 刻蚀方法 318
r4{<Z3*N 11.5.6 无掩模刻蚀 321
Hfc"L> 11.5.7 刻蚀图形及折射率 323
@,OT/egF4: 习题 323
N4{nG,Mo] 参考文献 324
P3o@g kXP 第12章 光学薄膜检测技术 326
(q;bg1\UK 12.1 光谱分析技术基础 326
-Zc![cAlO 12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326
Op}ZB: 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
!xK=#pa 12.2 薄膜透射率和反射率测量 333
PuCc2'# 12.2.1 透射率测量 333
m&Y i!7@( 12.2.2 反射率测量 334
x]4Kkpqm 12.3 薄膜吸收和散射测量 338
+t!S'|C 12.3.1 吸收测量 338
%s=Dj2+ 12.3.2 散射测量 342
8OFj0S1r` 12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344
`jsEN ;< 12.4 光学薄膜常数测量 347
(Tvcq 12.4.1 光度法 348
o( G"k 12.4.2 全反射衰减法 354
yfj(Q s 12.4.3 椭圆偏振法 357
EbK0j? 12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358
6NLW(?]
12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359
eph)=F$ 12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360
+RDJY(Y$ 12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362
M0'v&g 12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366
SaDA`JmO 12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368
UT]?;o" 12.6.1 薄膜微结构 368
K`6z&* 12.6.2 薄膜微结构检测 371
F:g= i}7 12.6.3 雕塑薄膜 372
2xxB\J 12.6.4 薄膜化学成分检测 373
0!GAk 12.7 薄膜非光学特性测量 375
nb,2,H `'4)q}bB