《
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。
l]8D7(g _Em. hM{{\yZS 目录
J/[=p<I) 第一篇 薄膜元学基本理抢
B2C$N0R# 第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1
@>W(1mRi 1.1 麦克斯韦方程 1
uf&myV7 1.2 平面电磁波 6
+\F'iAs@ 1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6
cd$m25CxC 1.2.2 理想介质中的平面波解 7
i 7x7xtq 1.2.3 吸收介质中的平面波解 8
wid;8%m 1.3 平均电磁能流密度光强 9
2T V X)q<\ 1.4 电磁波谱、
光谱 10
1 D<_N 习题 12
X@K-^8 参考文献 12
ha(Z< 第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14
t.`@{R$hoA 2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14
bO'Sgc[] 2.1.1 S波反射与透射 14
L5
veX} 2.1.2 P波反射与透射 16
iZaI_\"__ 2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18
aVK3?y2 2.2.1 S 波反射与透射 18
Il=
W,/y 2.2.2 P 波反射与透射 20
j(RWO 2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21
qoj$]
2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21
FRg^c
kb" 2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24
L1Iz<> 2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30
?<(m
5Al7 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?&
-xH-S 2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31
XgLL!5` 2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36
*:L?#Bw 2.5.1 全反射与倏逝波 36
BV>\ McI+ 2.5.2 全透射 37
y5do1Z 2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38
@+ BrgZv` 2.6 反射率和透射率 39
1e&QSzL 2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40
:k.NbN$i\ 2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41
Db;G@#x 2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43
A7%:05 习题 44
v(EEG/~ 参考文献 44
+(C6#R<LI 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
G|(
]bvJ? 3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45
\Dd-Xn_b 3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47
ds?v'| 3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53
o[cV1G 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
N1|$$9G+ 3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55
X!m9lV< 3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61
S%yd5<%_ 3.4.1 一阶近似 62
u"d~!j1 3.4.2 二阶近似 63
? P(
ZA 3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64
,)iKH]lY= 3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64
=
Wu
*+paQ 3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66
WnGGo'Z 3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70
+TQ47Zc 3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72
[L:o`j 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
49w=XJ 3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75
xYhrO 习题 79
JvT"bZk(o 参考文献 79
@ ]/AjjLt 第4章 膜系设计图示法 81
A@sZ14+f 4.1 矢量法 81
WV #%PJ 4.2 导纳图解法 87
Vv8jEZ8 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
unBy&?&p 4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89
iv>SsW'p_ 4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92
Q)LM-ZJKQ 4.3 金属膜导纳圆图 97
dO4{|(z 4.4 膜系层间电场分布 99
lhw()u 习题 100
`~ * @q! 参考文献 101
/6h(6 *JI 第二篇 光学等膜分类反应用
DBT&DS 第5章 增透膜 102
SL;9Q[ 5.1 表面反射对
光学系统性能的影响 102
~R&;v3 5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104
qHP78&wUx 5.3 透射滤光片组合透射率 106
'ul~7h;n 5.4 均匀介质增透膜 107
:@!ic<p 5.4.1 单层均匀介质增透膜 107
Nqrmp" ] 5.4.2 多层均匀介质增透膜 108
x
>^Si/t 5.5 非均匀介质增透膜 113
r%.do;5 5.6 入射角变化对透射率的影响 115
E5N{j4\F 5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117
V2i@.@$j 习题 118
]@0NO;bK>F 参考文献 118
a)#1{JaoY 第6章 高反射膜 120
6p?JAT5 6.1 反射镜组合的反射率 120
a(v>Q*zNP 6.2 周期多层膜系的反射率 121
>B2q+tA 6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121
HjGyj/78w 6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122
X_g 3rv1J 6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123
Pw;!uag 6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126
Ce")[<: 6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128
kJ-*fe'S 6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129
v0ES; 6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131
%B)6$!x 6.8 金属反射镜 134
sSQs#+&=[ 6.8.1 常用金属反射镜 134
E4W zU 6.8.2 金属一介质反射镜 136
X0M1(BJgGo 6.9 影响反射特性的因素 137
n Ml%'[u 6.10 高反射镜应用实例 143
;x8k[p~2 6.10.1
激光高反射镜 143
lME)?LOI 6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144
hwIMn33 6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145
]Wq?H-B{ 习题 146
E)9yH\$6 参考文献 146
DANw1_X\ 第7章 带通滤光片 149
1[t=XDz/e 7.1 带通滤光片的特性描述 149
pmFk50` 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
9gEssTkts 7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151
{s_+?<l 7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151
MiRdX#+Y 7.3.2 膜系透射定理 153
=l0Jb#d 7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155
Xj5~%DZp 7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156
?&^?-S% p 7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164
fz3lV 7.4 窄带和中等带宽滤光片 164
"n=vN<8(o 7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164
Xe^Cn
R 7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172
d'|,[p 7.4.3 诱导带通滤光片 174
W":PG68 7.5 超窄带带通滤光片 183
a<A+4uXyD 7.6 宽带带通滤光片 185
^_%kE%I 7.7 带通滤光片的角特性 186
D^-7JbE] 7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190
Eb=#9f%y>& 7.9 多通道窄带带通滤光片 192
4L73]3& 习题 193
D Kw*~0 参考文献 193
QZ?=M@|f 第8章 截止滤光片 196
4ON_$FUe 8.1 截止滤光片的特性描述 196
I6s3+x;O 8.2 吸收型截止滤光片 197
H-xFiF 8.3 干涉型截止滤光片 198
>Z;jY* 8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198
?*oKX 8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199
KPpHwcYxT 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
[M%9_CfZOy 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
$\"9<o|h 8.3.5 透射带内波纹的压缩 208
o8Z[+; 8.3.6 截止带的展宽 210
q;:6_Qr 8.3.7 透射带的展宽和压缩 212
Dr~=o% 8.4 金属介质膜截止滤光片 218
2Gs$?}"a 8.5 热反射镜、冷反射镜和
太阳能电池覆盖膜 218
pMJ1v 习题 221
Na\WZSu'" 参考文献 221
n
8pt\i0 第9章 带阻滤光片 223
Hku!bJ 9.1 带阻滤光片的特性描述 223
{q3H5csFq 9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223
SgEBh 9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224
R+~cl;#G6 9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224
vw)7 !/# 9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227
:SsUdIX;P 9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230
!8@*F 9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231
uyF|O/FC 9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232
"z*:'8;E 9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233
7 ua6l[c 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
.Xdj(_& 习题 241
o|j*t7 参考文献 241
34QfgMyH 第10章 分光镜 243
TbehR:B5g 10.1 中性分光镜 243
j2Pn<0U 10.1.1 金属膜中性分光 244
Ji;mHFZ*FU 10.1.2 介质膜中性分光 245
2F8|I7R 10.1.3 金属介质膜中性分光 247
YUdxG/~' 10.2 双色分光镜 249
H\GkW6 10.3 偏振分光 254
f2,1<^{ 10.3.1 偏振特性的描述 254
CVi`bO 4\ 10.3.2 平板偏振分光镜 255
sgr=w+",Q 10.3.3 棱镜偏振分光 258
?K@t0a
10.3.4 宽角宽带偏振分光 259
oR*=|B 10.4 消偏振分光 262
^MmC$U^n 10.4.1 偏振分离的描述 263
do-c1;M 10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267
?v-1zCls 10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271
==cd>03() 10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273
xc?}TPpt 10.5 分光中的消色差问题 280
{FI\~q 习题 281
8)VgS&B~ 参考文献 282
u7;~ 第二篇 薄膜扶术基础
<fdPLw;@e4 第11章 薄膜制备技术 283
4q$H 11.1 真空技术简介 283
p$k\m|t 11.1.1 真空的基本知识 283
LjdYsai- 11.1.2 真空的获得 284
h~7,`fo 11.1.3 真空的测量 286
"*7C`y5&P 11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289
*g;-H&` 11.2.1 蒸镀法 289
a9~"3y 11.2.2 溅射法 300
+3,|"g:: 11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306
E:nt)Ef, 11.3.1 化学气相沉积的原理 307
9B+wYJp 11.3.2 常压化学气相沉积 308
,eQ[Fi!! 11.3.3 低压化学气相沉积 308
9B)(>~q 11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309
A.Bk/N1G 11.3.5 光化学气相沉积 310
&gc`<kLu 11.3.6 金属有机化学气相沉积 311
+@VYs*&& 11.3.7 原子层沉积 312
+[m8c){ 11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313
h<+|x7u 11.4.1 化学镀 313
CDp8)=WJFF 11.4.2 阳极氧化法 314
,PWj_}|L[ 11.4.3 溶胶一凝胶法 314
Q;nAPS 11.4.4 电镀 315
#\bP7a+ 11.4.5 LB 膜制备技术 315
a-n4:QT 11.5 光刻蚀 316
%McO6.M@ 11.5.1 光刻工艺 316
\%,&~4
! 11.5.2 光刻胶 317
Oe1 t\ 11.5.3 掩模 318
uG>nV 11.5.4 曝光 318
:G)<}j"sM 11.5.5 刻蚀方法 318
=z:U~D 11.5.6 无掩模刻蚀 321
#X.+ 11.5.7 刻蚀图形及折射率 323
S:Tm23pe 习题 323
xfSG~csoz 参考文献 324
HBLWOQab 第12章 光学薄膜检测技术 326
v@G4G*x\ 12.1 光谱分析技术基础 326
zL s^,x 12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326
jiIST^Zq#t 12.1.2 紫外一可见光分光光度计和傅里叶变换红外光谱仪 330
Xz;b,C&*t 12.2 薄膜透射率和反射率测量 333
#1$}S=8*f 12.2.1 透射率测量 333
GoE#Mxh xo 12.2.2 反射率测量 334
|Vx~fK S\ 12.3 薄膜吸收和散射测量 338
4Y
tk!oS` 12.3.1 吸收测量 338
6T^lS^ 12.3.2 散射测量 342
]
mj
v;C 12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344
N_C_O$j 12.4 光学薄膜常数测量 347
WfGH|u
12.4.1 光度法 348
i#,1iVSG 12.4.2 全反射衰减法 354
J"[3~&em 12.4.3 椭圆偏振法 357
~,}s(`~ 12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358
jeDlH6X' 12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359
F>:%Cyo0! 12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360
# bX~=` 12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362
ccO
aCr 12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366
<<3+g"enno 12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368
Ugi5OKdj7) 12.6.1 薄膜微结构 368
=cfm=+ 12.6.2 薄膜微结构检测 371
v`)m">e*w 12.6.3 雕塑薄膜 372
i+~QDo(Pi 12.6.4 薄膜化学成分检测 373
Wp*sPZ 12.7 薄膜非光学特性测量 375
6MrKi|'X@ J0Four#MD