《
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。
#.Dl1L/ ]:f.=" S*Ea" vBA 目录
OXLB{|hH80 第一篇 薄膜元学基本理抢
/[6wm1?! 第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1
xiW}P% bf 1.1 麦克斯韦方程 1
@6ckB ( 1.2 平面电磁波 6
R V#w0 r 1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6
TY]0aw2]|7 1.2.2 理想介质中的平面波解 7
N)(m^M(~0 1.2.3 吸收介质中的平面波解 8
pKLcg"{[F 1.3 平均电磁能流密度光强 9
*c#DB{N 1.4 电磁波谱、
光谱 10
/%m?D o 习题 12
k[mp( 参考文献 12
D?ic~-& 第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14
7UBW3{d/u5 2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14
l4kqz.Z-g 2.1.1 S波反射与透射 14
U$D:gZ 2.1.2 P波反射与透射 16
*e ffDNE! 2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18
Gh_5$@ hF 2.2.1 S 波反射与透射 18
]9@4P$I 2.2.2 P 波反射与透射 20
86%k2~L
2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21
/;_$:`|/ 2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21
tLJ 7tnB 2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24
u9;3Xn8 2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30
e`+ 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
Rq15AR 2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31
~a=]w#-KD 2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36
';eAaDM 2.5.1 全反射与倏逝波 36
n}NUe`E_h 2.5.2 全透射 37
djf8FNnn 2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38
Wr Wz+5M8 2.6 反射率和透射率 39
h9Sf 2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40
U-?r>K2
2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41
=YYqgNz+\w 2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43
~ DLxIe 习题 44
Iv7BIK^0 参考文献 44
bIt{kzuQC 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
:qXREF@h 3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45
tklS=R^Vn 3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47
0lt1/PEKx2 3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53
d;%~\+)x4 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
5UL5C:3R9 3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55
Xj?LU7 3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61
L_Z`UhD3{ 3.4.1 一阶近似 62
=]Y'xzJuu 3.4.2 二阶近似 63
+L?;g pVE& 3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64
Pd:tRY+t/ 3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64
cmf*BkS 3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66
I2{zy|& 3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70
eJOo~HIWQ 3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72
L #vk77 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-W*h 3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75
Qm3RXO 习题 79
7B _Wz9y 参考文献 79
<y-2ovw* 第4章 膜系设计图示法 81
ld~*w 4.1 矢量法 81
^-#:T 4.2 导纳图解法 87
i+-Y"vRi 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
gO~>*q & 4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89
-% B)+yq> 4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92
.:['&; k 4.3 金属膜导纳圆图 97
@ceL9#:uc 4.4 膜系层间电场分布 99
^YPw'cZZ& 习题 100
c_?!V 参考文献 101
TAM`i3{ D 第二篇 光学等膜分类反应用
78z/D|{" 第5章 增透膜 102
z<"\I60Fe 5.1 表面反射对
光学系统性能的影响 102
x@@k_'~t% 5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104
YWhS< }^ 5.3 透射滤光片组合透射率 106
9OF(UFgS 5.4 均匀介质增透膜 107
$<wU>X 5.4.1 单层均匀介质增透膜 107
+]Bx4r?p 5.4.2 多层均匀介质增透膜 108
[Az^i>iH 5.5 非均匀介质增透膜 113
AQBr{^inH| 5.6 入射角变化对透射率的影响 115
5geZ6]| 5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117
JENq?$S 习题 118
.9bP8u2B{ 参考文献 118
`4]-B@
7_ 第6章 高反射膜 120
/Bnh%6#ab 6.1 反射镜组合的反射率 120
fl9J 6.2 周期多层膜系的反射率 121
!P:~oo= 6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121
BYDOTy/%nJ 6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122
$uNYus^vS 6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123
Q5v_^O<! 6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126
V,9UOC,Gn 6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128
@h\u}Ee 6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129
mK7egAo 6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131
0wl31k{ 6.8 金属反射镜 134
g60rm1b 6.8.1 常用金属反射镜 134
8J7<7Sx 6.8.2 金属一介质反射镜 136
m>?{flO 6.9 影响反射特性的因素 137
0/%VejZ' 6.10 高反射镜应用实例 143
H"g
p 6.10.1
激光高反射镜 143
b!|c:mE9| 6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144
8-R; & 6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145
HQ8;d9cGir 习题 146
xqzdXL} 参考文献 146
$5l=& 第7章 带通滤光片 149
"^iw {]~U 7.1 带通滤光片的特性描述 149
^RS`q+g 7.2 带通滤光片的基本构型一一法布里一咱罗干涉仪及其变形 150
Zz04Pz1 7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151
{@[z-)N7\, 7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151
H]W59-{a 7.3.2 膜系透射定理 153
aV8]?E5G 7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155
'.DFyHsq 7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156
D7x"P-ie 7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164
Q|o~\h< 7.4 窄带和中等带宽滤光片 164
{*PB+WGe 7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164
-z4pI= 7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172
rOy-6og 7.4.3 诱导带通滤光片 174
d1>Nn!m 7.5 超窄带带通滤光片 183
2V#(1Hc! 7.6 宽带带通滤光片 185
JuT~~Z 7.7 带通滤光片的角特性 186
jz;"]k 7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190
rt\4We,7 7.9 多通道窄带带通滤光片 192
pTJJ.#$CEF 习题 193
}%9A+w}o 参考文献 193
!_gHIJiq} 第8章 截止滤光片 196
H6XlSj 8.1 截止滤光片的特性描述 196
'e>0*hF[ 8.2 吸收型截止滤光片 197
Bq]eNq 8.3 干涉型截止滤光片 198
4HK#]M>yz 8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198
7.l[tKh 8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199
8FThu[ 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
y\&`A:^[ A 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
u>.qhtm[ 8.3.5 透射带内波纹的压缩 208
5}4r'P$m: 8.3.6 截止带的展宽 210
Ie~#k[X 8.3.7 透射带的展宽和压缩 212
^i^/d# 8.4 金属介质膜截止滤光片 218
rBZ0(XSZQ 8.5 热反射镜、冷反射镜和
太阳能电池覆盖膜 218
RscU=oaKi 习题 221
bgjo_!J+Pp 参考文献 221
64>o3Hb2 第9章 带阻滤光片 223
Xo>P?^c4? 9.1 带阻滤光片的特性描述 223
{\L /?# 9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223
$>;U^- #3 9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224
/t083 9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224
-Ug 9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227
/gKX%`ZF/r 9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230
jR#g>MDKB 9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231
L= fz:H 9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232
/JfRy%31 9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233
c?{&=,u2 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
)q\|f_ 习题 241
%_!YonRY|X 参考文献 241
Z`23z(+ 第10章 分光镜 243
^[SQw)* 10.1 中性分光镜 243
$)M8@d 10.1.1 金属膜中性分光 244
h`OX()N 10.1.2 介质膜中性分光 245
#AzZ4<;7 10.1.3 金属介质膜中性分光 247
eEIa=MB* 10.2 双色分光镜 249
'8v^.gZ 10.3 偏振分光 254
D0D0=s 10.3.1 偏振特性的描述 254
([='LyH];z 10.3.2 平板偏振分光镜 255
Bg*Oj)NM 10.3.3 棱镜偏振分光 258
AAE8j. 10.3.4 宽角宽带偏振分光 259
9GuG"^08 10.4 消偏振分光 262
`)FSJV1 10.4.1 偏振分离的描述 263
1;R1Fj& 10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267
Lmx95[#@a 10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271
y8uB>z+#+; 10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273
T<"Hh.h 10.5 分光中的消色差问题 280
#=@(
m.k:s 习题 281
WUSkN;idVG 参考文献 282
`g&<7~\=A 第二篇 薄膜扶术基础
A=/|f$s+ 第11章 薄膜制备技术 283
*4;MO2g 11.1 真空技术简介 283
QXnL(z 11.1.1 真空的基本知识 283
mYf7?I~ 11.1.2 真空的获得 284
"k(Ee 11.1.3 真空的测量 286
/ov&h; 11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289
w%&lCu@v 11.2.1 蒸镀法 289
UUGwXq96i 11.2.2 溅射法 300
Iq`:h&'!L 11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306
;#G)([ 11.3.1 化学气相沉积的原理 307
SyFOf 11.3.2 常压化学气相沉积 308
Bkvh]k;F8 11.3.3 低压化学气相沉积 308
q$Z.5EN 11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309
<o8j+G)K# 11.3.5 光化学气相沉积 310
6C>"H 11.3.6 金属有机化学气相沉积 311
)2KQZMtgm] 11.3.7 原子层沉积 312
/(Se:jH$> 11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313
pJ7M.C! 11.4.1 化学镀 313
/l -lkG5 11.4.2 阳极氧化法 314
pZx'%-\-T 11.4.3 溶胶一凝胶法 314
u/3 4E= 11.4.4 电镀 315
&)@|WLW 11.4.5 LB 膜制备技术 315
o;+$AU1f 11.5 光刻蚀 316
hiWfVz{~ 11.5.1 光刻工艺 316
E(F<shT# 11.5.2 光刻胶 317
V)CS,w 11.5.3 掩模 318
|[/[*hDZ9 11.5.4 曝光 318
5T)qn`% 11.5.5 刻蚀方法 318
s*.CJ 11.5.6 无掩模刻蚀 321
c`94a SnV 11.5.7 刻蚀图形及折射率 323
E Z95)pk 习题 323
j^
VAA\ 参考文献 324
:uE:mY%R 第12章 光学薄膜检测技术 326
[m3[plwe 12.1 光谱分析技术基础 326
E? 1"&D
m 12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326
IKx]?0sS 12.1.2 紫外一可见光分光光度计和傅里叶变换红外光谱仪 330
aV?dy4o$ 12.2 薄膜透射率和反射率测量 333
<<}t&qE%2% 12.2.1 透射率测量 333
.'QE o 12.2.2 反射率测量 334
zi7,?bD 12.3 薄膜吸收和散射测量 338
n4Od4&r 12.3.1 吸收测量 338
Y;ytm
#= 12.3.2 散射测量 342
Te=[tx~x 12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344
@C]]VE 12.4 光学薄膜常数测量 347
5 Z+2 12.4.1 光度法 348
cn1UFmT 12.4.2 全反射衰减法 354
?;Ck]l#5ys 12.4.3 椭圆偏振法 357
B]Vnu7 12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358
by z2u 12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359
UX3
]cr 12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360
d7 )&Z: 12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362
%$K2$dq5 12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366
}}Gz3>?24= 12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368
OU&eswW 12.6.1 薄膜微结构 368
acd8?>%[ 12.6.2 薄膜微结构检测 371
VhdMKq~` 12.6.3 雕塑薄膜 372
>*#clf;@p 12.6.4 薄膜化学成分检测 373
7?Vo([8 12.7 薄膜非光学特性测量 375
FV>j
!>Y bvY'=