《
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。
MFiX8zwhx+ h+t{z"Ic= F2!_Z= 目录
cl^wLC'o 第一篇 薄膜元学基本理抢
o_bj@X 第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1
L*D-RYW 1.1 麦克斯韦方程 1
)/Ee#)z* 1.2 平面电磁波 6
,]y)Dy 1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6
1i$9x$4~E 1.2.2 理想介质中的平面波解 7
;W'y^jp]" 1.2.3 吸收介质中的平面波解 8
/".+OpL 1.3 平均电磁能流密度光强 9
v?-pAA)ht 1.4 电磁波谱、
光谱 10
cqRIi~` 习题 12
j:O=9 参考文献 12
Z+(V'e; 第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14
O292JA 2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14
daGGgSbh 2.1.1 S波反射与透射 14
`GqS.O}C 2.1.2 P波反射与透射 16
iVFHr<zk 2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18
z X2BJ 2.2.1 S 波反射与透射 18
T&tCXi 2.2.2 P 波反射与透射 20
(SkI9[1\@3 2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21
&t5pJ`$(Cy 2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21
600-e;p 2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24
4u"V52 2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30
c03A_2% 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
k8GcHqNHx 2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31
V`l.F"<L 2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36
RI')iz? 2.5.1 全反射与倏逝波 36
?Q]&d!UCs 2.5.2 全透射 37
&g\D-At 2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38
`N_N zH 2.6 反射率和透射率 39
cr27q6_ 2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40
Y6?d
y\ 2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41
Hh(_sewo 2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43
S5-}u)XnH 习题 44
A%"mySW 参考文献 44
z%hB=V!~91 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
]mn(lK 3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45
pV=X 3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47
s~6?p%
2] 3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53
\(cu<{=rU 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
ujXC#r& 3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55
sG%Q?&- 3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61
']Nw{}eS` 3.4.1 一阶近似 62
}e9E+2}Z\ 3.4.2 二阶近似 63
{[m %1O1 3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64
%+:%%r=Q 3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64
|4\.",Bg 3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66
0mF3Vs`-Q 3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70
jI_TN5 3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72
6w0/;8(_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
|p4F^!9 3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75
((SN We 习题 79
+w?RW^:Q= 参考文献 79
&y;('w 第4章 膜系设计图示法 81
'&I.w p`^ 4.1 矢量法 81
^*C8BzcH 4.2 导纳图解法 87
xx)egy_ 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
w-Y-;*S 4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89
a<k x95 4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92
V&-pgxf; 4.3 金属膜导纳圆图 97
63#Sf$p{v 4.4 膜系层间电场分布 99
i5T&1W i 习题 100
.,)NDG4Q 参考文献 101
po}Jwx! 第二篇 光学等膜分类反应用
21O!CvX 第5章 增透膜 102
frWw-<HoI 5.1 表面反射对
光学系统性能的影响 102
npkE[JE: 5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104
f\nF2rlu 5.3 透射滤光片组合透射率 106
L%# #U'e3 5.4 均匀介质增透膜 107
il(dVW 5.4.1 单层均匀介质增透膜 107
v/
dSz/<] 5.4.2 多层均匀介质增透膜 108
?\L@Pr|=Dr 5.5 非均匀介质增透膜 113
Du k v[/60 5.6 入射角变化对透射率的影响 115
YLVIn_\} 5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117
6+b!|`?l+ 习题 118
U;<07
aMj 参考文献 118
g""1f%U_p 第6章 高反射膜 120
h2#G 6.1 反射镜组合的反射率 120
X-|Lg.s 6.2 周期多层膜系的反射率 121
oyZ}JTl(Q 6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121
f}PT3 6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122
3R1v0 6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123
4eMNKIsvY$ 6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126
Bd*:y qi 6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128
?B.>VnYZ/a 6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129
+Em+W#i%? 6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131
)mT{w9u 6.8 金属反射镜 134
})#6BN 6.8.1 常用金属反射镜 134
7%)
F] 6.8.2 金属一介质反射镜 136
HP}d`C5<R 6.9 影响反射特性的因素 137
6nV]Ec~3[ 6.10 高反射镜应用实例 143
>T[1=;o] 6.10.1
激光高反射镜 143
rH"& 6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144
|_@ '_ 6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145
bnt>j0E 习题 146
`?+lM 参考文献 146
)EZ#BF<0| 第7章 带通滤光片 149
PTfTT_t 7.1 带通滤光片的特性描述 149
0"]N9N;/ 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
{hr>m,O% 7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151
O>9+tQ 7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151
e~w-v"' 7.3.2 膜系透射定理 153
p0U4#dD6 7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155
NI_.wB{ 7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156
Ea#wtow|- 7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164
ys`"-o[* 7.4 窄带和中等带宽滤光片 164
!)~b Un 7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164
s4uZ; 7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172
'yd<<BM` 7.4.3 诱导带通滤光片 174
{XAm3's 7.5 超窄带带通滤光片 183
FGY4 u4y 7.6 宽带带通滤光片 185
kXK D>."E* 7.7 带通滤光片的角特性 186
b2]1Dfw 7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190
5]D"y Ay81 7.9 多通道窄带带通滤光片 192
.G8+D%%. 习题 193
<2@V$$Qg.~ 参考文献 193
N=R|s$,Oy9 第8章 截止滤光片 196
.21[3.bp/q 8.1 截止滤光片的特性描述 196
1;Bgt v$ 8.2 吸收型截止滤光片 197
</~!5x62Oy 8.3 干涉型截止滤光片 198
&o@IMbJ8 8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198
_P9Th#UAg 8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199
C{AVV< 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.,O7 k7y 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
oRmz'F 8.3.5 透射带内波纹的压缩 208
l>p S23 8.3.6 截止带的展宽 210
qXC>DGy 8.3.7 透射带的展宽和压缩 212
Plpt7Pa_ 8.4 金属介质膜截止滤光片 218
B=?4; l7 8.5 热反射镜、冷反射镜和
太阳能电池覆盖膜 218
>(nb8T| 习题 221
w$%d"Jm#X 参考文献 221
do0;"O0
( 第9章 带阻滤光片 223
$KDH"J 9.1 带阻滤光片的特性描述 223
P(B:tg 9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223
Qxb5Y)/jn 9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224
)rX["= 9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224
=To}yJ# 9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227
IjJO; 9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230
{oQ.y 9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231
7&-i
:2 9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232
RE~:+.eB 9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233
Reci:T(_ 9.4.2 正弦周期折射率带阻滤光片设计的傅里叶变换方法 234
DPIIE2X 习题 241
HAa$pGb 参考文献 241
b3Nr>(Z<} 第10章 分光镜 243
2 VgFP3 10.1 中性分光镜 243
lxsBXX Zg 10.1.1 金属膜中性分光 244
gG5@ KD6k 10.1.2 介质膜中性分光 245
8&T6 10.1.3 金属介质膜中性分光 247
L O)&|9xw 10.2 双色分光镜 249
8)n799<. 10.3 偏振分光 254
Z:51Q 10.3.1 偏振特性的描述 254
F/1B>2$` 10.3.2 平板偏振分光镜 255
#bk[Zj& 10.3.3 棱镜偏振分光 258
cO}`PD$i 10.3.4 宽角宽带偏振分光 259
Qy!*U%tG' 10.4 消偏振分光 262
="X2AuK%1$ 10.4.1 偏振分离的描述 263
Hqsj5j2i 10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267
ibe#Y 10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271
jpg$5jZ 10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273
w, uyN 10.5 分光中的消色差问题 280
6KT]3*B 习题 281
g~,"C8-H 参考文献 282
xz9xt 第二篇 薄膜扶术基础
+v$,/~$tI 第11章 薄膜制备技术 283
>;|~
z\8 11.1 真空技术简介 283
3eOwy~ 11.1.1 真空的基本知识 283
ZY NHVR 11.1.2 真空的获得 284
;fg8,(SM^ 11.1.3 真空的测量 286
A^\A^$|O6 11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289
PDwi] )6mf 11.2.1 蒸镀法 289
5!GL" 11.2.2 溅射法 300
urM=l5Sx 11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306
7-p9IFcA 11.3.1 化学气相沉积的原理 307
QPL6cU$&R
11.3.2 常压化学气相沉积 308
){'Ef_/R 11.3.3 低压化学气相沉积 308
w0`aW6t# 11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309
.&|Ivz6 11.3.5 光化学气相沉积 310
%5) 1^ 11.3.6 金属有机化学气相沉积 311
}V@ *
:3w8 11.3.7 原子层沉积 312
kH&KE5 11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313
]I
pLF# 11.4.1 化学镀 313
.rfKItd 11.4.2 阳极氧化法 314
/E(319u_ 11.4.3 溶胶一凝胶法 314
k5 s8s@ 11.4.4 电镀 315
R<"fcsU 11.4.5 LB 膜制备技术 315
"Q{)H8,E)x 11.5 光刻蚀 316
wOfx7D 11.5.1 光刻工艺 316
>j&+mii 11.5.2 光刻胶 317
eN]AJ%Ig 11.5.3 掩模 318
p_ H;|m9 11.5.4 曝光 318
8oAr<:.= 11.5.5 刻蚀方法 318
k`#OXLR 11.5.6 无掩模刻蚀 321
>gQJ6q 11.5.7 刻蚀图形及折射率 323
<oJM||ZA 习题 323
-eZ$wn![ 参考文献 324
S!\4,6 第12章 光学薄膜检测技术 326
e7T}*Up 12.1 光谱分析技术基础 326
+>v3&[lGv 12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326
gd#j{yI/Xf 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
BYhF? 12.2 薄膜透射率和反射率测量 333
4F WL\;6 12.2.1 透射率测量 333
k/U1
: 9 12.2.2 反射率测量 334
y;'yob 12.3 薄膜吸收和散射测量 338
UG@9X/l} 12.3.1 吸收测量 338
gL)l)}# 12.3.2 散射测量 342
`a$c6^a 12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344
Mp%.o}j
12.4 光学薄膜常数测量 347
U%<E9G594 12.4.1 光度法 348
4Z'/dI` 12.4.2 全反射衰减法 354
nTG @=C# 12.4.3 椭圆偏振法 357
>
T$M0&< 12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358
E ISgc {s 12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359
r)4GH%+?fv 12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360
@ PboT1 12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362
f1Az|h 12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366
{ :^;byd 12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368
0.MD_s0)> 12.6.1 薄膜微结构 368
O)2==_f\ 12.6.2 薄膜微结构检测 371
,b b/
$
12.6.3 雕塑薄膜 372
xOKLc!J 12.6.4 薄膜化学成分检测 373
||xiKg 12.7 薄膜非光学特性测量 375
nBN+.RB:( Lo<-;;vQ