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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。
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6yXLV ZYR,8 y 目录
(zJ$oRq 第一篇 薄膜元学基本理抢
BdB` 第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1
#D LT-G0 1.1 麦克斯韦方程 1
wy_;+ 'Y 1.2 平面电磁波 6
?sf2h:\N 1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6
TQ\wHJ 1.2.2 理想介质中的平面波解 7
ssX6kgq_( 1.2.3 吸收介质中的平面波解 8
S5E,f?l 1.3 平均电磁能流密度光强 9
6 ,pZRc 1.4 电磁波谱、
光谱 10
iWN.3|r 习题 12
l`FR.)2h 参考文献 12
X:SzkkVl7 第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14
f-v ND'@ 2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14
v`+n`DT 2.1.1 S波反射与透射 14
o eJC 2.1.2 P波反射与透射 16
W`/jz/ 2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18
+ersP@G 2.2.1 S 波反射与透射 18
)_Xxk_ 2.2.2 P 波反射与透射 20
Avv 2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21
dy6F+V\DG 2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21
W:{PBb"x8 2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24
)>/j&>% 2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30
g?A5'o&Yu 2.4.1 平面对称各向异性介质中麦克斯韦方程的分量形式 31
x)#<.DX 2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31
tU)r[2H2 2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36
*@G(3 n 2.5.1 全反射与倏逝波 36
}lC64;yo 2.5.2 全透射 37
K+7yUF8XP 2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38
dW{o+9 nw 2.6 反射率和透射率 39
HzG~I8o(d 2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40
@u"kX2>Eq 2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41
q]iKz%|Z/ 2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43
@wB'3q}( 习题 44
>d27[% 参考文献 44
vA2,&%jw 第3章 平面光波在平界面层状介质薄膜中的反射与透射 45
C:s^s 3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45
/H jI=263 3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47
{?
K|(C 3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53
5}X<(q( 3.3.1 平面分界面多层均匀介质薄膜反射系数和透射系数计算的矩阵方法 53
v't6
yud 3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55
M\y~0uZ 3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61
1%/ NL?8# 3.4.1 一阶近似 62
@;m@Luk 3.4.2 二阶近似 63
-VreBKn 3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64
J/]o WC`u 3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64
GLaZN4` 3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66
w8ZHk?: 3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70
\sHy. { 3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72
Y @XkqvX 3.5.5 非均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的数值解 74
'XP>} m 3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75
75\RG+kQ 习题 79
RFZU}.*K$ 参考文献 79
KD%xo/Z. 第4章 膜系设计图示法 81
j'#jnP*P 4.1 矢量法 81
>Bh)7>`3c 4.2 导纳图解法 87
@Hspg^ 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
;l/}Or2 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,W]zKH 4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92
{FV,j.D 4.3 金属膜导纳圆图 97
W2F+^ 4.4 膜系层间电场分布 99
C;d|\[7Z 习题 100
}sTH.% 参考文献 101
L)kb (TH 第二篇 光学等膜分类反应用
Gs_*/E7, 第5章 增透膜 102
;1*m}uNz 5.1 表面反射对
光学系统性能的影响 102
B&4fYpn 5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104
B91S
h` 5.3 透射滤光片组合透射率 106
5T$9'5V7 5.4 均匀介质增透膜 107
iioct_7,g< 5.4.1 单层均匀介质增透膜 107
Qfkh0DX
B 5.4.2 多层均匀介质增透膜 108
Tsm)&$JI8 5.5 非均匀介质增透膜 113
bk\dy7 5.6 入射角变化对透射率的影响 115
[ 5CS}FB 5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117
>G-8FL 习题 118
95.qAFB1 参考文献 118
BB2_J=wA 第6章 高反射膜 120
iXUWIgr 6.1 反射镜组合的反射率 120
g:3d<CS 6.2 周期多层膜系的反射率 121
>u9id>+ 6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121
iwG>]:K3 6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122
86;+r'3p. 6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123
m%e^&N#%6r 6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126
3o+KP[A 6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128
38V $ <w 6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129
9]]!8_0=r 6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131
IZ4W_NN 6.8 金属反射镜 134
f
pv= P 6.8.1 常用金属反射镜 134
GN:Ru|n 6.8.2 金属一介质反射镜 136
bDciZ7[b 6.9 影响反射特性的因素 137
,~?A,9?%: 6.10 高反射镜应用实例 143
M(n<Iu4^_ 6.10.1
激光高反射镜 143
^?$D.^g 6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144
c8^+^.=pX 6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145
;jRL3gAe) 习题 146
VqcBwJ!?p 参考文献 146
mV6#!_" 第7章 带通滤光片 149
:`:xP 7.1 带通滤光片的特性描述 149
e+NWmu{<_ 7.2 带通滤光片的基本构型一一法布里一咱罗干涉仪及其变形 150
jo 7Hyw!g 7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151
j4E H2v 7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151
%iK%$ 7.3.2 膜系透射定理 153
Nc
G ,0K 7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155
AC9{*K[ 7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156
>}ro[x`K 7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164
E)KB@f<g* 7.4 窄带和中等带宽滤光片 164
R'S c 7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164
$cRcap 7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172
=jJ H^Y2 7.4.3 诱导带通滤光片 174
NY4!TOp 7.5 超窄带带通滤光片 183
(3e;"'k 7.6 宽带带通滤光片 185
%)zk..K{l 7.7 带通滤光片的角特性 186
17e=GL 7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190
xCR;
K]! 7.9 多通道窄带带通滤光片 192
' oBo| 习题 193
s9uL<$,' 参考文献 193
v*&Uk'4E 第8章 截止滤光片 196
J9g|#1G 8.1 截止滤光片的特性描述 196
nVz5V%a!\q 8.2 吸收型截止滤光片 197
R
^HohB 8.3 干涉型截止滤光片 198
JzHqNUn*M 8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198
I)[`ZVAXR 8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199
[?;`x&y~y 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
^$e0t;W= 8.3.4 [(0.5H)L(0.5H)Jm 和[(0.5L) H(0.5L)]m类型周期对称膜系的透射率 203
dVvZu% DFp 8.3.5 透射带内波纹的压缩 208
x$~3$E 8.3.6 截止带的展宽 210
&J\B\` 8.3.7 透射带的展宽和压缩 212
bBA$}bv 8.4 金属介质膜截止滤光片 218
=Nw2;TkB[ 8.5 热反射镜、冷反射镜和
太阳能电池覆盖膜 218
\M+MDT& 习题 221
:lgHL3yl 参考文献 221
aL88E
第9章 带阻滤光片 223
%,33gZzf 9.1 带阻滤光片的特性描述 223
BTOA &Ag 9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223
)\8URc|J 9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224
_o\>V:IZ 9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224
g+e:@@ug 9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227
wHA/b.jH 9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230
)X7e$<SU* 9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231
:aHcPc: 9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232
-UJ?L 9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233
`GPQ((la 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
_B}9f 习题 241
:lNg:r$4 参考文献 241
cvhlRI%6 第10章 分光镜 243
f(!E!\&n^ 10.1 中性分光镜 243
p Z"o@';! 10.1.1 金属膜中性分光 244
xtOx|FkYcl 10.1.2 介质膜中性分光 245
M|ms$1x 10.1.3 金属介质膜中性分光 247
{z=j_;<] 10.2 双色分光镜 249
9t#P~>:jY} 10.3 偏振分光 254
B#1:Y;Z 10.3.1 偏振特性的描述 254
IeZ&7u 10.3.2 平板偏振分光镜 255
AU/#b(mI 10.3.3 棱镜偏振分光 258
hBjVe?{ 10.3.4 宽角宽带偏振分光 259
`Uv)Sf{ 10.4 消偏振分光 262
Og=[4?Kpk 10.4.1 偏振分离的描述 263
{wcO[bN 10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267
]\7lbLv 10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271
'm[6v} 10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273
F#B5sLNb 10.5 分光中的消色差问题 280
&&&9 习题 281
l"kxr96 参考文献 282
F%Kp9I* 第二篇 薄膜扶术基础
z/weit 第11章 薄膜制备技术 283
{H+?z<BF< 11.1 真空技术简介 283
y86)) 11.1.1 真空的基本知识 283
\9'!"-i 11.1.2 真空的获得 284
W,DZ ;).% 11.1.3 真空的测量 286
!Qcir&]C> 11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289
YwGHG{?e 11.2.1 蒸镀法 289
kymn)Ea 11.2.2 溅射法 300
H/^B.5RYE> 11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306
%Z7%jma 11.3.1 化学气相沉积的原理 307
"NKf0F 11.3.2 常压化学气相沉积 308
@7fm1b 11.3.3 低压化学气相沉积 308
alc] 11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309
C-Ig_Nc 11.3.5 光化学气相沉积 310
_|X7
n~ 11.3.6 金属有机化学气相沉积 311
pr$~8e=c 11.3.7 原子层沉积 312
M'DWu|dIBA 11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313
~\[?wN 11.4.1 化学镀 313
@ ICbKg: 11.4.2 阳极氧化法 314
[A]Ca$': 11.4.3 溶胶一凝胶法 314
gJh}CrU- 11.4.4 电镀 315
+TF8WZZF.d 11.4.5 LB 膜制备技术 315
gM#jA8gz 11.5 光刻蚀 316
3 "Yif 11.5.1 光刻工艺 316
;gUXvx~~r 11.5.2 光刻胶 317
&+G;R 11.5.3 掩模 318
FN!1|'VK 11.5.4 曝光 318
;\x~ '@ 11.5.5 刻蚀方法 318
mB`D}g$ 11.5.6 无掩模刻蚀 321
vr 4O8# 11.5.7 刻蚀图形及折射率 323
:Jk33 N4y0 习题 323
vOe0}cR 参考文献 324
5,R`@&K3D 第12章 光学薄膜检测技术 326
[x5mPjgw 12.1 光谱分析技术基础 326
;%Q&hwj 12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326
f?^S bp 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
J(e7{aRJ9 12.2 薄膜透射率和反射率测量 333
B)6#Lp3 12.2.1 透射率测量 333
(ND%} 12.2.2 反射率测量 334
Xu6K%]i^ 12.3 薄膜吸收和散射测量 338
UOt8Q0)} 12.3.1 吸收测量 338
B?3juyB`-- 12.3.2 散射测量 342
~RInN+N# 12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344
SO3cY#i
z" 12.4 光学薄膜常数测量 347
('4wXD]C 12.4.1 光度法 348
! Mo`^t 12.4.2 全反射衰减法 354
L M
/Ga 12.4.3 椭圆偏振法 357
.YR8v1Cp 12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358
\ha-"Aqze3 12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359
Rh<N);Sl7 12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360
Xa,\EEmQ 12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362
Kt6>L5:94 12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366
u-szt ? O| 12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368
j5^-.sEEw 12.6.1 薄膜微结构 368
Ri @`a 12.6.2 薄膜微结构检测 371
^A!$i$NON 12.6.3 雕塑薄膜 372
OH6n^WKY 12.6.4 薄膜化学成分检测 373
'zxoRc-b@N 12.7 薄膜非光学特性测量 375
utH%y\NMF|
%w5[*V