《
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。
#Gg^fm (<<eHf,@
:?^(&3; 目录
AzQ}}A;TSx 第一篇 薄膜元学基本理抢
M,{F/Yu 第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1
#".{i+3E 1.1 麦克斯韦方程 1
+,KuYa{lu 1.2 平面电磁波 6
4t+88e 1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6
#?,cYh+ 1.2.2 理想介质中的平面波解 7
:@3d 1.2.3 吸收介质中的平面波解 8
Z?@07Y[|K 1.3 平均电磁能流密度光强 9
Aqc( 1.4 电磁波谱、
光谱 10
>\i{,F=U7 习题 12
<
xV!vN 参考文献 12
cN :;ir 第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14
Fd91Y 2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14
E7D^6G&i 2.1.1 S波反射与透射 14
dy0!Zz 2.1.2 P波反射与透射 16
(;M"'.C 2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18
U?rfE(! 2.2.1 S 波反射与透射 18
)a6i8b3 2.2.2 P 波反射与透射 20
8<G@s`* 2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21
:,u+[0-S 2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21
SVpe^iQ]1\ 2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24
<0vvlOL5 2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30
S
xg Yq 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
_1hqD EM 2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31
dEL>Uly 2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36
J|b1
K] 2.5.1 全反射与倏逝波 36
_Yhpj}KZ 2.5.2 全透射 37
- Z|1@s& 2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38
t3WlVUtq3 2.6 反射率和透射率 39
ruW6cvsvet 2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40
:G`_IB\ 2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41
Y#m0/1- 2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43
;L)}blN. 习题 44
A<Na,EC 参考文献 44
nxJhK
T 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
xM*v!J, 3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45
.xD-eWw3R 3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47
`#UTOYx4 3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53
=1,g#HS 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
~9n@MPS^! 3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55
0<)8
?ow 3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61
*rbH|o 8 3.4.1 一阶近似 62
qzLRA.#f^ 3.4.2 二阶近似 63
F0yh7MItV 3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64
AD5t uY 3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64
#eaey+~ 3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66
+:t1P V;l 3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70
`?$R_uFh: 3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72
" c]Mz&z 3.5.5 非均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的数值解 74
&@Q3CCDS 3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75
r`krv-,O$ 习题 79
\i&yR]LF 参考文献 79
uaGg8 第4章 膜系设计图示法 81
ALG
#)$| 4.1 矢量法 81
<)}*S 4.2 导纳图解法 87
Gq{v)iN 4.2.1 单一等效界面等反射率导纳圆图和等相位导纳圆图 87
=:2V4H(F 4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89
:{fsfZXXr 4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92
_S[H:b$? 4.3 金属膜导纳圆图 97
/yOd]N;$ 4.4 膜系层间电场分布 99
dfrq8n] 习题 100
-py.YZ 参考文献 101
kSJWQ 第二篇 光学等膜分类反应用
$""[(
d?0 第5章 增透膜 102
z(m*]kpL" 5.1 表面反射对
光学系统性能的影响 102
"au"\} 5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104
A ssf
f; 5.3 透射滤光片组合透射率 106
n% *u;iG 5.4 均匀介质增透膜 107
0>'1|8+`(z 5.4.1 单层均匀介质增透膜 107
m}XI?[!s 5.4.2 多层均匀介质增透膜 108
l5R H~F 5.5 非均匀介质增透膜 113
tSm|U<
5.6 入射角变化对透射率的影响 115
$'&5gFr9 5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117
T#( s2 习题 118
$+mmqc8 参考文献 118
^GbyA YEp 第6章 高反射膜 120
n*;I2 FV] 6.1 反射镜组合的反射率 120
a"v D+r7Ol 6.2 周期多层膜系的反射率 121
dRu@5
:BP 6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121
&o8\ $A 6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122
n8iN/Y<%U 6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123
FVSz[n 6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126
Hp,r
@ 6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128
XGUF9arN 6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129
bH=5[ 6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131
jeW0;Cz
J~ 6.8 金属反射镜 134
$$8"i+,K 6.8.1 常用金属反射镜 134
+EpT)FJX 6.8.2 金属一介质反射镜 136
A$
S9
` 6.9 影响反射特性的因素 137
GJW1|Fk 6.10 高反射镜应用实例 143
YZoudX'" 6.10.1
激光高反射镜 143
9 ROKueP 6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144
0]WM:6 h 6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145
9<Bf5d
习题 146
;hg]5r_ 参考文献 146
fg,~[%1 第7章 带通滤光片 149
n3)g{K^ 7.1 带通滤光片的特性描述 149
w,l1&=d 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
9M7{.XR, 7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151
$EtZ5?qS 7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151
h)YqC$A-s 7.3.2 膜系透射定理 153
!WY@)qlf 7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155
Ii"cDH9 7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156
#v`G4d 7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164
8en85
pp8P 7.4 窄带和中等带宽滤光片 164
=}V`O> 7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164
?d_Cy\G 7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172
r3KV.##u, 7.4.3 诱导带通滤光片 174
N7jAPI@a\i 7.5 超窄带带通滤光片 183
Bg#NB 7.6 宽带带通滤光片 185
}
HvVL}7 7.7 带通滤光片的角特性 186
bg$e80 7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190
& XrV[d[> 7.9 多通道窄带带通滤光片 192
Bz24U wcZ 习题 193
3)T5}_ 参考文献 193
)ei+ewVZ 第8章 截止滤光片 196
pY:xxnE 8.1 截止滤光片的特性描述 196
EJ86k>] 8.2 吸收型截止滤光片 197
3w0m:~KS6V 8.3 干涉型截止滤光片 198
Dm5UQe 8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198
\"f}Fx 8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199
5[ @4($q8 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
#cApk 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
8..itty 8.3.5 透射带内波纹的压缩 208
f[%iRfUFw 8.3.6 截止带的展宽 210
@@I2bHyvb 8.3.7 透射带的展宽和压缩 212
)JZfC&, 8.4 金属介质膜截止滤光片 218
}b+=, Sc" 8.5 热反射镜、冷反射镜和
太阳能电池覆盖膜 218
J"SAA0)@ 习题 221
-Y+[`0$' 参考文献 221
G&;W 第9章 带阻滤光片 223
8HWY]:|oh 9.1 带阻滤光片的特性描述 223
,>Yz1P)L 9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223
N/y.=] 9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224
I=b#tUBh8 9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224
tBf u{oC 9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227
R Jg# A` 9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230
QGsUG_/_P 9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231
7&+Gv6E 9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232
.Wb), 9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233
?C4a,% 9.4.2 正弦周期折射率带阻滤光片设计的傅里叶变换方法 234
inhb> zB 习题 241
.2u %;)S 参考文献 241
EGV@L# 第10章 分光镜 243
Pl 5+Oo 10.1 中性分光镜 243
m6JIq}CMb 10.1.1 金属膜中性分光 244
1ra}^H} 10.1.2 介质膜中性分光 245
!Dun<\ 10.1.3 金属介质膜中性分光 247
0tl 10.2 双色分光镜 249
yyZjMnuD 10.3 偏振分光 254
B]kz3FF 10.3.1 偏振特性的描述 254
c[Y7tj%y 10.3.2 平板偏振分光镜 255
6v.*%E*P 10.3.3 棱镜偏振分光 258
8^HMK$ 10.3.4 宽角宽带偏振分光 259
|_2O:7qe 10.4 消偏振分光 262
)}/9* 10.4.1 偏振分离的描述 263
y_a~>S 10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267
[.0R"|$sy+ 10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271
8mMrGf[Q\ 10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273
2O4UytN 10.5 分光中的消色差问题 280
Ot(EDa9}IJ 习题 281
ofN|%g / 参考文献 282
Gd"lB*^Ht 第二篇 薄膜扶术基础
9WHkw@<R+ 第11章 薄膜制备技术 283
bluC P| 11.1 真空技术简介 283
_~6AUwM 11.1.1 真空的基本知识 283
`<
VoZ/v 11.1.2 真空的获得 284
dmf~w_(7 11.1.3 真空的测量 286
F-2HE><+ 11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289
3"q%-M|+Q 11.2.1 蒸镀法 289
0xH$!?{b 11.2.2 溅射法 300
_a c_8m 11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306
%*LdacjZ 11.3.1 化学气相沉积的原理 307
6)Oe]{- 11.3.2 常压化学气相沉积 308
X8Gw8^t 11.3.3 低压化学气相沉积 308
Ei}B9 &O 11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309
@8Co5`CVl 11.3.5 光化学气相沉积 310
`yc.A%5 11.3.6 金属有机化学气相沉积 311
.w&{2,a3 11.3.7 原子层沉积 312
|QXW$ 11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313
nfl6`)oW 11.4.1 化学镀 313
377$c;4F 11.4.2 阳极氧化法 314
%B#Ewt@[ 11.4.3 溶胶一凝胶法 314
#XNe4# 11.4.4 电镀 315
Nnx"b 5I}n 11.4.5 LB 膜制备技术 315
}1'C!]j 11.5 光刻蚀 316
^${-^w@,%V 11.5.1 光刻工艺 316
%#"uK:(N 11.5.2 光刻胶 317
.lRO;D 11.5.3 掩模 318
Lt=#tu&d 11.5.4 曝光 318
dB< \X. 11.5.5 刻蚀方法 318
!+CRS9\D 11.5.6 无掩模刻蚀 321
OHe<U8iu% 11.5.7 刻蚀图形及折射率 323
E]"ePdZZ/ 习题 323
[L9e.n1 参考文献 324
5P+3D{ 第12章 光学薄膜检测技术 326
XPb7gd"%W 12.1 光谱分析技术基础 326
:m-HHWMN 12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326
QNn$`Qz. 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
!t[X/iu 12.2 薄膜透射率和反射率测量 333
/ptIxe 12.2.1 透射率测量 333
<gJ|Wee 12.2.2 反射率测量 334
U
= T[-(:H 12.3 薄膜吸收和散射测量 338
'J+Vw9s7 12.3.1 吸收测量 338
0
R^Xn 12.3.2 散射测量 342
>.~^( 12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344
c_&iGQ 12.4 光学薄膜常数测量 347
8(&C0_yD 12.4.1 光度法 348
2I6 c7H s 12.4.2 全反射衰减法 354
7?/ Fr(\ 12.4.3 椭圆偏振法 357
Ge|caiH1I 12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358
~(G]-__B< 12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359
f+ J<sk 12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360
R6CxNPRJ 12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362
OfY>~d 12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366
:6Bk< 12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368
Xg#Dbf4 12.6.1 薄膜微结构 368
T3!l{vG
\O 12.6.2 薄膜微结构检测 371
5qB>Song 12.6.3 雕塑薄膜 372
Uu8Z2M 12.6.4 薄膜化学成分检测 373
;k!bv|>n 12.7 薄膜非光学特性测量 375
ejD;lvf :^! wQ""