《
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。
MF}Lv1/[-J h\d($Ki b]BA,D4 目录
Mqp68% 第一篇 薄膜元学基本理抢
0
0&$SE 第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1
)c/y07er 1.1 麦克斯韦方程 1
k+$4?/A 1.2 平面电磁波 6
G3+a+=e 1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6
;|QR-m2/ 1.2.2 理想介质中的平面波解 7
QV$dKjMS 1.2.3 吸收介质中的平面波解 8
q&Wwtqc9 1.3 平均电磁能流密度光强 9
RCYbRR4y 1.4 电磁波谱、
光谱 10
ukf\* 习题 12
j#P4Le[t 参考文献 12
JK"uj% 第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14
(B,t
1+% 2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14
T1HiHvJ 2.1.1 S波反射与透射 14
y%bqeo
L~ 2.1.2 P波反射与透射 16
}]+}Tipd 2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18
K)UOx#xe1 2.2.1 S 波反射与透射 18
%@93^q[\2 2.2.2 P 波反射与透射 20
Ko|xEz= 2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21
P=[x!}.I 2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21
jjT2k 2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24
dG>Wu o 2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30
C$G88hesn 2.4.1 平面对称各向异性介质中麦克斯韦方程的分量形式 31
-!G#")< 2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31
`OReSg
2 2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36
h$ iyclX 2.5.1 全反射与倏逝波 36
_8pkejg 2.5.2 全透射 37
TL{pc=eBo 2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38
1=5'R/k 2.6 反射率和透射率 39
sk6|_ 2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40
yn":!4U1 2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41
"rDzrz 2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43
nQ!#G(_nO 习题 44
T.PZ}4 参考文献 44
8tRhV2 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
ajW$d! 3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45
F"f}vl 3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47
?Wz(f {Hm 3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53
7K]U|K# 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
|DPpp/ 3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55
X:-bAu}D 3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61
}:l%,DBw 3.4.1 一阶近似 62
obc^<ZD] 3.4.2 二阶近似 63
nB Iv{ 3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64
x*"pDI0k) 3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64
27YLg c 3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66
t2%@py*bU 3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70
_KhEwd 3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72
'j<:FUDJ 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
^_S-s\DW 3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75
f+aS2k(e> 习题 79
~v(M6dz~vk 参考文献 79
vQTQS[R=z 第4章 膜系设计图示法 81
VDu
.L8 4.1 矢量法 81
?]:EmP 4.2 导纳图解法 87
awSS..g}L 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
$s(4?^GP 4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89
y7IbE 4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92
!_z<W~t" 4.3 金属膜导纳圆图 97
@1SKgbt> 4.4 膜系层间电场分布 99
i&'^9"Z)O 习题 100
J%-lw{FC 参考文献 101
<
J<;?%] 第二篇 光学等膜分类反应用
uZ`d&CEh 第5章 增透膜 102
g*r{!:,t 5.1 表面反射对
光学系统性能的影响 102
8&A|)ur4 5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104
Jn@Mbl 5.3 透射滤光片组合透射率 106
>5~Zr$ 5.4 均匀介质增透膜 107
V=zM5 MH2 5.4.1 单层均匀介质增透膜 107
vz#wP 5.4.2 多层均匀介质增透膜 108
v!{'23`87 5.5 非均匀介质增透膜 113
Vq)gpR 5.6 入射角变化对透射率的影响 115
T.w}6?2 5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117
E
^SM` 习题 118
K0DXOVT\ 参考文献 118
;]oXEq` 第6章 高反射膜 120
HHIUl,P 6.1 反射镜组合的反射率 120
o
+QzQ+ Z 6.2 周期多层膜系的反射率 121
3VRZM@i 6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121
ug6f
6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122
K.iH 6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123
Th;gps%b 6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126
",aT<lw. 6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128
! N"L`RWD 6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129
@a.6?.<L 6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131
Q!2iOvK 6.8 金属反射镜 134
qJFgbq4- 6.8.1 常用金属反射镜 134
2) /k`Na 6.8.2 金属一介质反射镜 136
$G-N0LV 6.9 影响反射特性的因素 137
'^oGDlkr H 6.10 高反射镜应用实例 143
&W)+8N,L 6.10.1
激光高反射镜 143
XC/]u%n8]( 6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144
z5yb$-j 6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145
c2\rjK 习题 146
=S[FJaIu7 参考文献 146
{7Gx9( 第7章 带通滤光片 149
+Sd x8 Z5 7.1 带通滤光片的特性描述 149
\{MrQ2jd 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
+.gf]| 7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151
Q&.IlVB[ 7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151
_L:i=.hxN 7.3.2 膜系透射定理 153
s7UhC.>'@ 7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155
r_V2 J{B 7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156
8%2rgA 7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164
A}#]g>L 7.4 窄带和中等带宽滤光片 164
)S wG+k, 7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164
SN[L4}{ 7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172
1 ~B< 7.4.3 诱导带通滤光片 174
kuTq8p2E 7.5 超窄带带通滤光片 183
vU8FHVytV 7.6 宽带带通滤光片 185
Q0L@.`~ 7.7 带通滤光片的角特性 186
R!_8jD:$ 7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190
\%-E"[! 7.9 多通道窄带带通滤光片 192
68J 9T^84 习题 193
oXQ<9t1( 参考文献 193
veX"CY`hn 第8章 截止滤光片 196
_@BRpLs:4 8.1 截止滤光片的特性描述 196
k binf 8.2 吸收型截止滤光片 197
%eutfM-?6 8.3 干涉型截止滤光片 198
kY'<u 8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198
c+Q.?vJ 8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199
i!1ho T$ 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
u^aFj%}]L 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
%EJ\|@N: 8.3.5 透射带内波纹的压缩 208
wZo.ynXT 8.3.6 截止带的展宽 210
{;Y 89&*R 8.3.7 透射带的展宽和压缩 212
_X,[]+ziu% 8.4 金属介质膜截止滤光片 218
$IxU6=ajn 8.5 热反射镜、冷反射镜和
太阳能电池覆盖膜 218
,TKs/-_? 习题 221
AK@`'$ 参考文献 221
RVgPH<1X@e 第9章 带阻滤光片 223
I9[1U 9.1 带阻滤光片的特性描述 223
|P,zGy 9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223
m?D
<{BQ; 9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224
u{OS6Ky 9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224
N"Qg\PS_ 9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227
gnQo1q{ 4 9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230
nOAJ9 9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231
}pl]9 9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232
Hhe{ +W@~ 9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233
5|<yfk8*J 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
~7lTqY\ 习题 241
?Do^stq'4 参考文献 241
hzT{3YtY2 第10章 分光镜 243
,67"C2Y 10.1 中性分光镜 243
(~j,mk 10.1.1 金属膜中性分光 244
mQd4#LJ_ 10.1.2 介质膜中性分光 245
&v5G92 10.1.3 金属介质膜中性分光 247
v`#j 10.2 双色分光镜 249
"3{#d9Gs 10.3 偏振分光 254
H&w:`JYDL3 10.3.1 偏振特性的描述 254
(O)\#%,@R 10.3.2 平板偏振分光镜 255
gk!E$NyE 10.3.3 棱镜偏振分光 258
v229H< 10.3.4 宽角宽带偏振分光 259
B ~fSMB6h 10.4 消偏振分光 262
B :.@Qi^ 10.4.1 偏振分离的描述 263
}xAie( 10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267
0bMoUy*q 10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271
?S (im 10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273
7d&DrI@~ 10.5 分光中的消色差问题 280
U@Z>/ q 习题 281
NFk}3w: 参考文献 282
=N YgGEFq. 第二篇 薄膜扶术基础
8YuJ8KC 第11章 薄膜制备技术 283
#O2wyG)oU 11.1 真空技术简介 283
+hE',i. 11.1.1 真空的基本知识 283
j$3rJA%rN 11.1.2 真空的获得 284
FJP< bREQ 11.1.3 真空的测量 286
@Ii-NmOr 11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289
21r==
H$ 11.2.1 蒸镀法 289
j|:dYt`WM 11.2.2 溅射法 300
e]lJqC 11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306
!ZFr7Xz 11.3.1 化学气相沉积的原理 307
>Bc>IO 11.3.2 常压化学气相沉积 308
Og,Y)a;= 11.3.3 低压化学气相沉积 308
t#C,VwMe[ 11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309
`/#f?Hk= 11.3.5 光化学气相沉积 310
'.?^uM 11.3.6 金属有机化学气相沉积 311
f}^I=pS& 11.3.7 原子层沉积 312
)uZoH8? 11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313
f|OI` 11.4.1 化学镀 313
~12_D'8D[ 11.4.2 阳极氧化法 314
otO
j^xU 11.4.3 溶胶一凝胶法 314
n.*3,4.] 11.4.4 电镀 315
LO)GTyzvJ 11.4.5 LB 膜制备技术 315
vxZg &SRK 11.5 光刻蚀 316
=I2@/, 11.5.1 光刻工艺 316
3KSpB;HX 11.5.2 光刻胶 317
JIzY,%`\ 11.5.3 掩模 318
|,b2b2v? 11.5.4 曝光 318
z~,mRgc$B 11.5.5 刻蚀方法 318
ZWO)tVw9G 11.5.6 无掩模刻蚀 321
lsk_P&M 11.5.7 刻蚀图形及折射率 323
Fh K&@@_ 习题 323
axmsrjW# 参考文献 324
e@E17l- 第12章 光学薄膜检测技术 326
+b^]Pz5 12.1 光谱分析技术基础 326
OTj,O77k 12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326
tJNIr5o 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
t8QRi!\= 12.2 薄膜透射率和反射率测量 333
c!It^* 12.2.1 透射率测量 333
CE uWw:) 12.2.2 反射率测量 334
.}q]`<]ze 12.3 薄膜吸收和散射测量 338
&)n_]R#) 12.3.1 吸收测量 338
}Z\wH*s` 12.3.2 散射测量 342
"+)K |9T# 12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344
hoenQ6N^: 12.4 光学薄膜常数测量 347
d+;gw*_Ei 12.4.1 光度法 348
8'A72*dhX 12.4.2 全反射衰减法 354
afHaB/t{R 12.4.3 椭圆偏振法 357
8$0\J _ 12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358
~:4~2d| 12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359
)P?IqSEA% 12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360
0"78/6XIs 12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362
Bq@zaMv 12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366
=7%oE[ 12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368
WF2NG;f= 12.6.1 薄膜微结构 368
]ab#q= 12.6.2 薄膜微结构检测 371
E V2 ) 12.6.3 雕塑薄膜 372
2?W7I/F 12.6.4 薄膜化学成分检测 373
|Y},V_@d 12.7 薄膜非光学特性测量 375
%y&]'A 1svi8wh