《
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。
5;/q[oXI Myg;2 . @#W4?L*D
目录
!=,zy 第一篇 薄膜元学基本理抢
'bM= 第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1
t~K[`=G\ex 1.1 麦克斯韦方程 1
viYrPhH+z 1.2 平面电磁波 6
*?1\S^7R 1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6
EHf,VIC8 1.2.2 理想介质中的平面波解 7
l%mp49< 1.2.3 吸收介质中的平面波解 8
C|Gk} 1.3 平均电磁能流密度光强 9
r7_%t_O|IL 1.4 电磁波谱、
光谱 10
1U/9=b 习题 12
/P9fcNP{y 参考文献 12
rWNe&gFM 第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14
9QHj$)?k, 2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14
4l*cX1! 2.1.1 S波反射与透射 14
%Ul,9qG+ 2.1.2 P波反射与透射 16
ydO G8EI 2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18
)_j(NX-C: 2.2.1 S 波反射与透射 18
PDS( /x& 2.2.2 P 波反射与透射 20
_qf~
hhi 2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21
EMr|#}]#s 2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21
tpA-IL?KQw 2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24
5p~5-_JX 2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30
19O 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
/]J\/Z> 2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31
dB#c$1 2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36
yLCMu | + 2.5.1 全反射与倏逝波 36
d42Y` Wu 2.5.2 全透射 37
2eRk_j] 2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38
q~aj"GD 2.6 反射率和透射率 39
a;;
Es 2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40
@?]>4+Oa0 2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41
Y$,~"$su| 2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43
6l4= 习题 44
~cO iv 参考文献 44
o58c!44 第3章 平面光波在平界面层状介质薄膜中的反射与透射 45
v]Pyz<+ 3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45
K0v S 3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47
t%^&b'/Z 3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53
gx^!&>eIb# 3.3.1 平面分界面多层均匀介质薄膜反射系数和透射系数计算的矩阵方法 53
WY@g=W>+ 3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55
38X{>* 3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61
B<.\^fuS 3.4.1 一阶近似 62
{)b 3.4.2 二阶近似 63
mc2uI-W 3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64
E+<GsN] 3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64
xuqG)HthRS 3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66
c}S<<LR 3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70
MK
Sw
3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72
b[:m[^ 3.5.5 非均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的数值解 74
dJrUcZBr 3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75
-\%5aXr 习题 79
}zkFl{/u 参考文献 79
s"$K2k;J 第4章 膜系设计图示法 81
*a|575e< z 4.1 矢量法 81
`w4'DB-R) 4.2 导纳图解法 87
,S(Z\[x0 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
=Sr<d|\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
(#85<|z 4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92
v
\;/P
4.3 金属膜导纳圆图 97
PvW4%A@0 4.4 膜系层间电场分布 99
,vMAX?c 习题 100
|Axbx? 参考文献 101
O.y ?q 第二篇 光学等膜分类反应用
lqrI*@>Tz 第5章 增透膜 102
Jo;&~/V
5.1 表面反射对
光学系统性能的影响 102
"|&3z/AUh 5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104
$g VbeQ 5.3 透射滤光片组合透射率 106
F3o"ETle 5.4 均匀介质增透膜 107
8[AU`F8W 5.4.1 单层均匀介质增透膜 107
6q`)%"4k 5.4.2 多层均匀介质增透膜 108
ui`EODhA( 5.5 非均匀介质增透膜 113
}#&[[}@th 5.6 入射角变化对透射率的影响 115
rqBoUS4 5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117
EAWBgOO8iC 习题 118
&ZFHWI(P 参考文献 118
T?Z&\g0yp 第6章 高反射膜 120
"8?Fl&=Q 6.1 反射镜组合的反射率 120
uxKO" 6.2 周期多层膜系的反射率 121
e9Gu`$K 6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121
_e8v12s 6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122
"u$XEA 6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123
u+6D| 6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126
%Q}(.h%M 6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128
>fT%CGLC0 6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129
y#`;[! 6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131
b-<@3N.9] 6.8 金属反射镜 134
!vK0|eV3 6.8.1 常用金属反射镜 134
R@ Gll60 6.8.2 金属一介质反射镜 136
>P} XCAU 6.9 影响反射特性的因素 137
y|0/;SjV 6.10 高反射镜应用实例 143
^ )!eiM 6.10.1
激光高反射镜 143
#E\6:UnT 6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144
]b1>bv% 6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145
~@@$-,}X 习题 146
X6w+L?A 参考文献 146
Y+$]N:\F\ 第7章 带通滤光片 149
7cB{Iq0+ 7.1 带通滤光片的特性描述 149
pz/W#VN 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
%FqQ+0^ 7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151
\WdSj 7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151
h|Qb:zEP, 7.3.2 膜系透射定理 153
\3K7)o^ 7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155
l:/x&=w 7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156
fJk'5kv 7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164
2w+4B4 7.4 窄带和中等带宽滤光片 164
.YB/7-%M[ 7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164
~5Mj:{B 7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172
MwQt/Qv= 7.4.3 诱导带通滤光片 174
glROT@ 7.5 超窄带带通滤光片 183
}F9#3W&`c 7.6 宽带带通滤光片 185
S+t2k&pm 7.7 带通滤光片的角特性 186
3q@JhB 7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190
^k^?>h 7.9 多通道窄带带通滤光片 192
{=gJGP/}_ 习题 193
.EjR<UU 参考文献 193
SGy2&{\Z 第8章 截止滤光片 196
`*kl> }$ 8.1 截止滤光片的特性描述 196
r>*+d|c4 8.2 吸收型截止滤光片 197
y[AB,Dd 8.3 干涉型截止滤光片 198
/e|qyWs 8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198
B` +,
8 8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199
G7-k ,P^ 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
ug;\`.nT^ 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
bBo>Y7% 8.3.5 透射带内波纹的压缩 208
W| 0))5a 8.3.6 截止带的展宽 210
W*(- *\1[ 8.3.7 透射带的展宽和压缩 212
c1y+kvv 8.4 金属介质膜截止滤光片 218
rb'mFqg*u 8.5 热反射镜、冷反射镜和
太阳能电池覆盖膜 218
DYgB_Iak 习题 221
R(P(G;#j 参考文献 221
Z8Vof~ 第9章 带阻滤光片 223
}'>mT,ytgk 9.1 带阻滤光片的特性描述 223
yn<J>e 9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223
aiE\r/k8s 9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224
,D<U PtPQ 9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224
a+~b3 9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227
5U]@
Y? 9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230
oj'YDQ^uj 9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231
VUHf-bKl 9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232
cyabqx 9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233
A+4Kj~`! 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
Nvh&=%{g 习题 241
4ZR2U3jd1 参考文献 241
B/n~ $ 第10章 分光镜 243
F:Ps> 10.1 中性分光镜 243
L8NZU*" 10.1.1 金属膜中性分光 244
?q2Yk/P 10.1.2 介质膜中性分光 245
+$2`"%nBG 10.1.3 金属介质膜中性分光 247
=
8y,7u) 10.2 双色分光镜 249
'<1Cta` 10.3 偏振分光 254
o>Dd1
j 10.3.1 偏振特性的描述 254
Y(?SE< 4R 10.3.2 平板偏振分光镜 255
F`{O 10.3.3 棱镜偏振分光 258
`Gl[e4U 10.3.4 宽角宽带偏振分光 259
Odh r=Hs 10.4 消偏振分光 262
2*Pk1vrI 10.4.1 偏振分离的描述 263
"sY}@Q7 10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267
,7k1n{C) 10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271
~ kDJ-V 10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273
,]]IJ;:w 10.5 分光中的消色差问题 280
QF*cdc< 习题 281
)"6"g9A 参考文献 282
&k-NDh3 第二篇 薄膜扶术基础
p
Tz]8[^ 第11章 薄膜制备技术 283
! R3P@,j 11.1 真空技术简介 283
n'JS- 11.1.1 真空的基本知识 283
MLmaA3 11.1.2 真空的获得 284
CY[3%7fv 11.1.3 真空的测量 286
+Kg }R5+ 11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289
X6qgApyE 11.2.1 蒸镀法 289
pFwJ: 11.2.2 溅射法 300
87eH~&<1 11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306
[cl+AV " 11.3.1 化学气相沉积的原理 307
, `EOJ"| 11.3.2 常压化学气相沉积 308
zfg+gd)Z 11.3.3 低压化学气相沉积 308
7^LCP* 11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309
Z'}%Mkm`i} 11.3.5 光化学气相沉积 310
h.l.da1# 11.3.6 金属有机化学气相沉积 311
w1VYU> 11.3.7 原子层沉积 312
.c__T{<)[ 11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313
?cKTeGrS 11.4.1 化学镀 313
9$C?)XKXB 11.4.2 阳极氧化法 314
EYCZuJxv 11.4.3 溶胶一凝胶法 314
0G33hIOS 11.4.4 电镀 315
R osU~OK 11.4.5 LB 膜制备技术 315
VEn3b 11.5 光刻蚀 316
LEOa=(mN\ 11.5.1 光刻工艺 316
)EKWsGNe/ 11.5.2 光刻胶 317
fk>{ 11.5.3 掩模 318
|3Oyg ?2 11.5.4 曝光 318
LXhR"PWZM\ 11.5.5 刻蚀方法 318
8ZM#.yBB 11.5.6 无掩模刻蚀 321
7n+,!oJ 11.5.7 刻蚀图形及折射率 323
6iF&!Fd>J 习题 323
|>m'szca4 参考文献 324
Q6e7Z-8 第12章 光学薄膜检测技术 326
6-J}ZfGj 12.1 光谱分析技术基础 326
RO%M9LISI 12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326
- _6`0 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
dG]B-(WTC 12.2 薄膜透射率和反射率测量 333
9PV+Kr!c5I 12.2.1 透射率测量 333
EBz4k)@m 12.2.2 反射率测量 334
iXL^[/}&?M 12.3 薄膜吸收和散射测量 338
g;nLR<] 12.3.1 吸收测量 338
cs9h\]ZA 12.3.2 散射测量 342
.cw)Y#;IG 12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344
fqq4Qc)#U& 12.4 光学薄膜常数测量 347
3
v.8 12.4.1 光度法 348
/ #rH18 12.4.2 全反射衰减法 354
ED" fi$ 12.4.3 椭圆偏振法 357
>D}|'.& 12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358
]*lZFP~ 12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359
6akI5\b 12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360
YhfQpe 12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362
4#]g852 12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366
ZZTf/s* 12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368
2/uZ2N|S 12.6.1 薄膜微结构 368
%iEdU V\$ 12.6.2 薄膜微结构检测 371
0chpC)#Q3; 12.6.3 雕塑薄膜 372
B, H9EX 12.6.4 薄膜化学成分检测 373
udBIEW,` 12.7 薄膜非光学特性测量 375
yg*
#~, bj6Yz,g F