《
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。
ouVR[w>V 72~)bu ws?p2$ Cla 目录
qFe|$rVVIl 第一篇 薄膜元学基本理抢
{(ey!O 第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1
,GVHwTZ0` 1.1 麦克斯韦方程 1
1k{ E7eL 1.2 平面电磁波 6
`+1*)bYxU 1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6
@L{HT8utK3 1.2.2 理想介质中的平面波解 7
CN\s,. ] 1.2.3 吸收介质中的平面波解 8
9p2"5x 1.3 平均电磁能流密度光强 9
$w+g%y) 1.4 电磁波谱、
光谱 10
UbY-)9== 习题 12
p*#SSR9< 参考文献 12
,6i67!lb 第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14
A-ir 2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14
FT `y3~ 2.1.1 S波反射与透射 14
\&@Tq-o 2.1.2 P波反射与透射 16
2#T|+mKxZM 2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18
(tyo4Tz1 2.2.1 S 波反射与透射 18
i1FFf[[ L 2.2.2 P 波反射与透射 20
1i bQ'bZ 2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21
il5WLi;{ 2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21
p7zHP 2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24
9OF5A<%"u 2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30
*=@Z\]"? 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
qi7dcn@d 2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31
&>L\unS 2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36
Gp@Y=mU 2.5.1 全反射与倏逝波 36
?P{C=Td2z 2.5.2 全透射 37
VaVKWJg$ 2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38
|I)xK@7 2.6 反射率和透射率 39
fm&l0 2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40
OaU} 9& 2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41
_f^q!tP&d 2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43
6NJ La|&n 习题 44
UO<uG#FB 参考文献 44
ik7#Og~3 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
() b0Sh= 3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45
MT%ky 3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47
AWD &K! 3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53
}! zjj\g^ 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
wpx,~`& 3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55
.7~Kfm@2 3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61
0 I;>du 3.4.1 一阶近似 62
-7m;rD4J 3.4.2 二阶近似 63
I?bL4u$\ 3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64
ax>en]rNP 3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64
\ E[0KvN;O 3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66
c7wza/r> 3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70
=E4nNL? 3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72
iO<O2A.F 3.5.5 非均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的数值解 74
Qbt
fKn95 3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75
K# _plpr 习题 79
&/=xtO/Z{ 参考文献 79
=k3QymA 第4章 膜系设计图示法 81
HAGWA2wQ 4.1 矢量法 81
/*rMveT 4.2 导纳图解法 87
c{||l+B 4.2.1 单一等效界面等反射率导纳圆图和等相位导纳圆图 87
{'>X6: 4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89
7@+0E2' 4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92
?em )om 4.3 金属膜导纳圆图 97
Z U
f<s? 4.4 膜系层间电场分布 99
(z^2LaM `8 习题 100
Haq23K 参考文献 101
_IT,>#ba 第二篇 光学等膜分类反应用
oY +RG|j@ 第5章 增透膜 102
R`TM@aaS: 5.1 表面反射对
光学系统性能的影响 102
e|+uLbN&;c 5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104
&(Xp_3PO 5.3 透射滤光片组合透射率 106
ks(PH6:]< 5.4 均匀介质增透膜 107
tH>%`: 5.4.1 单层均匀介质增透膜 107
8 hWQ 5.4.2 多层均匀介质增透膜 108
-pg7>vO q 5.5 非均匀介质增透膜 113
`I6)e{5t 5.6 入射角变化对透射率的影响 115
MKoN^(7 5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117
q' _ 习题 118
!ZSC" 参考文献 118
mUnnk`v 第6章 高反射膜 120
LjxTRtB_ 6.1 反射镜组合的反射率 120
AbcLHV. 6.2 周期多层膜系的反射率 121
LNg[fF^: 6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121
\?g)jY 6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122
8&dmH& 6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123
i}+dctg/ 6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126
H~x0-q<8 6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128
{(xNC#
6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129
VMen: 6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131
IXd&$h]Lq 6.8 金属反射镜 134
*dUnP{6 g 6.8.1 常用金属反射镜 134
(Ca\$p7/ 6.8.2 金属一介质反射镜 136
3@6f%Dyj 6.9 影响反射特性的因素 137
g*Cs/w 6.10 高反射镜应用实例 143
Jc{zi^)(EN 6.10.1
激光高反射镜 143
__3Cjo^6& 6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144
cC4*4bMm 6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145
sjShm 习题 146
;h 参考文献 146
{H"gp?Z- 第7章 带通滤光片 149
+twBFhS7k 7.1 带通滤光片的特性描述 149
[Hn+r & 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
%o^'(L@z 7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151
Vfc9+T+ 7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151
o Q{gh$6* 7.3.2 膜系透射定理 153
VZ_4B *D 7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155
Y*J`Wf(w 7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156
$9Z8P_^.0( 7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164
]IyC 7.4 窄带和中等带宽滤光片 164
U
R@'J@V#: 7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164
''f 7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172
YW/YeID 7.4.3 诱导带通滤光片 174
u\=Nu4)Z
F 7.5 超窄带带通滤光片 183
$7|0{Dw 7.6 宽带带通滤光片 185
}\l5|Ft[! 7.7 带通滤光片的角特性 186
1j0yON 7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190
tYmWze.j 7.9 多通道窄带带通滤光片 192
PX]A1Kt? 习题 193
[@>Kd`!' 参考文献 193
6PJ0iten 第8章 截止滤光片 196
/!7m@P|&D 8.1 截止滤光片的特性描述 196
ZH&%D*a& 8.2 吸收型截止滤光片 197
fyQAQZT 8.3 干涉型截止滤光片 198
V3I&0P k 8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198
>@TZYdl 8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199
#( X4M{I 8.3.3 [(0.5H)L(0.5H)]和[ (0.5L) H(0.5L)]类型对称膜系的光学等效导纳和等效相位 201
,Sz*]X 8.3.4 [(0.5H)L(0.5H)Jm 和[(0.5L) H(0.5L)]m类型周期对称膜系的透射率 203
{I(Euk>lR 8.3.5 透射带内波纹的压缩 208
j##IJm 8.3.6 截止带的展宽 210
sfVtYIu 8.3.7 透射带的展宽和压缩 212
b/O~f8t 8.4 金属介质膜截止滤光片 218
vK2L"e 8.5 热反射镜、冷反射镜和
太阳能电池覆盖膜 218
,gkxZ{Eh 习题 221
JrCm >0g 参考文献 221
hnG'L*HooE 第9章 带阻滤光片 223
Is?0q@ 9.1 带阻滤光片的特性描述 223
s "*Cb* 9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223
skZxR5v3~L 9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224
Kw-E%7gh4c 9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224
t0}3QGf;c 9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227
>@y5R^B` 9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230
N,Y<mX 9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231
4b6$Mj 9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232
$&lS7} 9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233
rxm!'.+ 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
,{:5Z:<| 习题 241
Ng+k{vAj 参考文献 241
M@{GT/`Pf 第10章 分光镜 243
MdEZ839J 10.1 中性分光镜 243
=
#ocp 10.1.1 金属膜中性分光 244
&t%ICz&3 10.1.2 介质膜中性分光 245
M}M. 10.1.3 金属介质膜中性分光 247
=_Qt&B)
10.2 双色分光镜 249
j.ANBE96> 10.3 偏振分光 254
FV:{lC{h~ 10.3.1 偏振特性的描述 254
(x?A#o>% 10.3.2 平板偏振分光镜 255
$IB@|n 10.3.3 棱镜偏振分光 258
rq2XFSXn 10.3.4 宽角宽带偏振分光 259
\{NeDv{A 10.4 消偏振分光 262
::adT= 10.4.1 偏振分离的描述 263
- +
$u 10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267
#sNa}292" 10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271
(lEWnf=2h 10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273
<\Y>y+$3 10.5 分光中的消色差问题 280
cWh Aj>?_Q 习题 281
eFZ`0V0 参考文献 282
u4+)lvt 第二篇 薄膜扶术基础
{WFYNEQ[ 第11章 薄膜制备技术 283
|h6)p;`gc 11.1 真空技术简介 283
sV3/8W13 11.1.1 真空的基本知识 283
"o[\Aec: 11.1.2 真空的获得 284
%2/WyD$U 11.1.3 真空的测量 286
0g`WRe 11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289
\<;/)!Nmw 11.2.1 蒸镀法 289
(Dc dR:/= 11.2.2 溅射法 300
.hT^7|Jz[ 11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306
TKj9s'/ 11.3.1 化学气相沉积的原理 307
zPhNV8k- 11.3.2 常压化学气相沉积 308
80:na7$)# 11.3.3 低压化学气相沉积 308
QE-t v00 11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309
<lv:mqV 11.3.5 光化学气相沉积 310
)+\e+Ad}H 11.3.6 金属有机化学气相沉积 311
e|Lh~sVq 11.3.7 原子层沉积 312
~_^nWT*BV 11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313
p[g!LD 11.4.1 化学镀 313
bjD0y
cB[ 11.4.2 阳极氧化法 314
HHg=:>L z 11.4.3 溶胶一凝胶法 314
q]'VVlP) 11.4.4 电镀 315
pMs%`j#T 11.4.5 LB 膜制备技术 315
,uDB] 11.5 光刻蚀 316
yK [~(!c5 11.5.1 光刻工艺 316
U
.e Urzu 11.5.2 光刻胶 317
Q.vtU%T 11.5.3 掩模 318
o7hjx hmC 11.5.4 曝光 318
Z$6W)~;, 11.5.5 刻蚀方法 318
@GjWeOj] 11.5.6 无掩模刻蚀 321
B4U+q|OD# 11.5.7 刻蚀图形及折射率 323
{e>}.R 习题 323
P]!eM( 参考文献 324
~#(bX]+A 第12章 光学薄膜检测技术 326
JX>_imo
12.1 光谱分析技术基础 326
]sbu9O ^"f 12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326
ydoCoD
w 12.1.2 紫外一可见光分光光度计和傅里叶变换红外光谱仪 330
.5_w^4`b 12.2 薄膜透射率和反射率测量 333
]FsPlxk6 12.2.1 透射率测量 333
>f}rM20Vm 12.2.2 反射率测量 334
INcJXlv 12.3 薄膜吸收和散射测量 338
;QW)tv.y 12.3.1 吸收测量 338
Fvi<5v 12.3.2 散射测量 342
ihs@
'jh 12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344
Wp T.25 12.4 光学薄膜常数测量 347
DQ~+\ 12.4.1 光度法 348
W}JJaZR*X 12.4.2 全反射衰减法 354
>/evL
/ 12.4.3 椭圆偏振法 357
ow]n)Te 12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358
+F4xCz7f 12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359
P +oCcYp 12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360
><^A4s 12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362
+| Cvv]Tx1 12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366
5?6ATP:[ 12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368
/:C"n|P7Z 12.6.1 薄膜微结构 368
}2JSa8 12.6.2 薄膜微结构检测 371
h:j-Xd$H+ 12.6.3 雕塑薄膜 372
q$U;\Mg) 12.6.4 薄膜化学成分检测 373
rd. "mG. 12.7 薄膜非光学特性测量 375
VZw( "a*TB [=.. #y!U