《
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。
k1fRj_@WPT /DO'IHC.o A[H;WKn0 目录
3LW[H+k 第一篇 薄膜元学基本理抢
2B` 8eb 第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1
*Jt8 1.1 麦克斯韦方程 1
+'XhC#: 1.2 平面电磁波 6
hYb9`0G"2 1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6
IN^_BKQt 1.2.2 理想介质中的平面波解 7
2EfflZL3 1.2.3 吸收介质中的平面波解 8
\hbiU] 1.3 平均电磁能流密度光强 9
_M5Xk? e= 1.4 电磁波谱、
光谱 10
54q3R`y 习题 12
vg(K$o{BT 参考文献 12
hhmGv9P 第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14
doD>m?rig3 2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14
hZN<Yd8: 2.1.1 S波反射与透射 14
kon=il<@ 2.1.2 P波反射与透射 16
'ere!:GJD 2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18
1TRN~#ix 2.2.1 S 波反射与透射 18
ow.j+<M 2.2.2 P 波反射与透射 20
/6U
4S>'( 2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21
0M8.U 2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21
D$nK`r 2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24
5@P-g 2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30
te'*<HM 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
l h/&__ 2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31
F_ljx 2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36
*{5>XH{
x 2.5.1 全反射与倏逝波 36
c_1/W{ 2.5.2 全透射 37
(p |DcA]BX 2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38
AuCWQ~ 2.6 反射率和透射率 39
&1GUi{I 2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40
VPd,]]S5( 2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41
G$5m$\K 2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43
%S#WPD'Y 习题 44
9#rt:&xo0 参考文献 44
H?U't
09 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
m mw-a0 3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45
tt4+ m>/T 3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47
7>-yaL{ 3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53
>n!ni( 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
SxMj,u%X/ 3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55
%^.P~s6 3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61
_/ Os^ >R 3.4.1 一阶近似 62
~L4eZ 3.4.2 二阶近似 63
\9/1L?@ 3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64
Vz w PBQ - 3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64
|F!F{d^p 3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66
,
Oli 3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70
qtzRCA!9(Z 3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72
AS;.sjgk 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
uD)-V;}P@; 3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75
r4;Bu<PQN1 习题 79
T:!MBWYe | 参考文献 79
z[&s5" 第4章 膜系设计图示法 81
'6zd;l9Z 4.1 矢量法 81
zWIeHIt 4.2 导纳图解法 87
}<[Db}?9 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
,{{SI 4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89
6/2v 4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92
c> G@+ 4.3 金属膜导纳圆图 97
=n0*{~r 4.4 膜系层间电场分布 99
'b[0ci: 习题 100
fp&Got!pB 参考文献 101
`ROEV~ 第二篇 光学等膜分类反应用
UK3a{O[5 第5章 增透膜 102
)5yj/0oT 5.1 表面反射对
光学系统性能的影响 102
U9ZbVjqv@ 5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104
@ {}rG8 5.3 透射滤光片组合透射率 106
P5URvEnz: 5.4 均匀介质增透膜 107
kRot7-7I| 5.4.1 单层均匀介质增透膜 107
t26ij`V 5.4.2 多层均匀介质增透膜 108
nl@E[yA9[ 5.5 非均匀介质增透膜 113
kuS/S\Z5K 5.6 入射角变化对透射率的影响 115
p4mY0Y]mP 5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117
f a5]a 习题 118
oR %agvc^^ 参考文献 118
=nhzMU9c\y 第6章 高反射膜 120
)HVcG0H1 6.1 反射镜组合的反射率 120
nj2gs,k 6.2 周期多层膜系的反射率 121
K$-;;pUl 6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121
|.w;r
6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122
V}9;eJRvw 6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123
SrZ50Se 6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126
xzk}[3P{ 6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128
Tf-CEHWD 6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129
+qkMQETV6 6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131
uva\0q 6.8 金属反射镜 134
)H+kB<n 6.8.1 常用金属反射镜 134
gq 4 . d 6.8.2 金属一介质反射镜 136
{;k_!v{ 6.9 影响反射特性的因素 137
IZ~.{UQ 6.10 高反射镜应用实例 143
Z .Pi0c+ 6.10.1
激光高反射镜 143
GS%b=kc 6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144
sh6(z?KP 6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145
fIyPFqf7w) 习题 146
#x~_`>mDN 参考文献 146
A&N*F "q 第7章 带通滤光片 149
%h+uD^^$ 7.1 带通滤光片的特性描述 149
")M;+<c"l 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
aZgNPw 7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151
WK;(P4Z 7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151
j>!sN`dBj 7.3.2 膜系透射定理 153
wj%wp[KA$ 7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155
kxo.v |)8 7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156
K^H>~`C= 7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164
!Zs,-=^D 7.4 窄带和中等带宽滤光片 164
afm_ Rrg[ 7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164
gpAHC 7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172
E1W:hGI 7.4.3 诱导带通滤光片 174
t _\MAK 7.5 超窄带带通滤光片 183
&=zU611, 7.6 宽带带通滤光片 185
F<r4CHfh; 7.7 带通滤光片的角特性 186
H#+xKYrp 7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190
]{Ek[Av 7.9 多通道窄带带通滤光片 192
YMu) 习题 193
}m_t$aaUc1 参考文献 193
kF-TG3 第8章 截止滤光片 196
hTTfJDF 8.1 截止滤光片的特性描述 196
uaxB -PZ 8.2 吸收型截止滤光片 197
^saM$e^c: 8.3 干涉型截止滤光片 198
'v`_Ii|- 8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198
F^rl$#pCS 8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199
W)-hU~^OM 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
RVP 18ub.S 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
!K\itOEP- 8.3.5 透射带内波纹的压缩 208
l* Y[^' 8.3.6 截止带的展宽 210
XV5`QmB9 8.3.7 透射带的展宽和压缩 212
*Sb2w*c> 8.4 金属介质膜截止滤光片 218
q6&67u0 8.5 热反射镜、冷反射镜和
太阳能电池覆盖膜 218
b-nY xd 习题 221
HRHrSf7 参考文献 221
;*QN9T=0 第9章 带阻滤光片 223
N84qcc 9.1 带阻滤光片的特性描述 223
`M rBav 9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223
~4 ^p}{ 9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224
J wFned#T 9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224
':sTd^V 9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227
$8@+j[> 9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230
hbnS~sva 9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231
'w6hW7"L 9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232
CB]l[hM$ 9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233
T6=-hA^A 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
%MuaW(I o 习题 241
s##Ay{ 参考文献 241
(}0S1)7t 第10章 分光镜 243
w \DspF 10.1 中性分光镜 243
7TdQRB 10.1.1 金属膜中性分光 244
Ff)@L-Y\K 10.1.2 介质膜中性分光 245
G>0)I 10.1.3 金属介质膜中性分光 247
k<Oy%+C 10.2 双色分光镜 249
R&!]Rl9hf 10.3 偏振分光 254
UoRDeYQ`E 10.3.1 偏振特性的描述 254
_n_sfT6)B 10.3.2 平板偏振分光镜 255
e
Y DUon 10.3.3 棱镜偏振分光 258
8KKz5\kn7 10.3.4 宽角宽带偏振分光 259
f9F2U
) 10.4 消偏振分光 262
X<FOn7qf 10.4.1 偏振分离的描述 263
DZP*x 10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267
* gHCy4u{ 10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271
l/F!Bq[*g 10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273
H9E(\)@ 10.5 分光中的消色差问题 280
`sxN!Jj? 习题 281
@<5Tba>SC 参考文献 282
^$}/|d( 第二篇 薄膜扶术基础
6KB^w0oA 第11章 薄膜制备技术 283
en%B>]QI 11.1 真空技术简介 283
DO%Pwfkd 11.1.1 真空的基本知识 283
:iEA UM 11.1.2 真空的获得 284
',# 11.1.3 真空的测量 286
!l"tI#?6W% 11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289
@it/$>R^) 11.2.1 蒸镀法 289
E[*0Bo] 11.2.2 溅射法 300
re q-Q | 11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306
+Y;8~+ 11.3.1 化学气相沉积的原理 307
Pl?}>G 11.3.2 常压化学气相沉积 308
LUG9 #. 11.3.3 低压化学气相沉积 308
gi 5XP]z 11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309
oX*b<d{\N 11.3.5 光化学气相沉积 310
,P~QS 11.3.6 金属有机化学气相沉积 311
l# BZzJ?~ 11.3.7 原子层沉积 312
_j>L4bT 11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313
-U:2H7 11.4.1 化学镀 313
?cJA^W 11.4.2 阳极氧化法 314
kw#X]`c3 11.4.3 溶胶一凝胶法 314
[x|)}P7%s 11.4.4 电镀 315
,@479ZvvR3 11.4.5 LB 膜制备技术 315
u]SZ{[e 11.5 光刻蚀 316
n5\}KZh 11.5.1 光刻工艺 316
u`+'lBE, 11.5.2 光刻胶 317
kAt
RY4p 11.5.3 掩模 318
JeL~]F 11.5.4 曝光 318
G1TANy 11.5.5 刻蚀方法 318
o
Fi) d[` 11.5.6 无掩模刻蚀 321
)tCx5 9 11.5.7 刻蚀图形及折射率 323
X]MTaD.t 习题 323
~Q0&P!k 参考文献 324
N:7.:Yw 第12章 光学薄膜检测技术 326
Yq{jEatY{/ 12.1 光谱分析技术基础 326
p_;r%o= 12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326
IOS^|2:, 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
;8uHRcdQ 12.2 薄膜透射率和反射率测量 333
&AJUY()8 12.2.1 透射率测量 333
m'c#uU 12.2.2 反射率测量 334
<oQ6 Z X 12.3 薄膜吸收和散射测量 338
wZ
O@J| 12.3.1 吸收测量 338
VH[l\I(h 12.3.2 散射测量 342
Gg}t-_M 12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344
0a@c/XGBp 12.4 光学薄膜常数测量 347
i!tc 12.4.1 光度法 348
Eh:yRJ_8 12.4.2 全反射衰减法 354
1B(G]o_>! 12.4.3 椭圆偏振法 357
yj'Cy8 12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358
kM,@[V 12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359
5e)i!;7Uv 12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360
8'n#O>V@ 12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362
g(1"GKg3K 12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366
y%JF8R;n 12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368
_E&U?>g+ 12.6.1 薄膜微结构 368
t={po QC~ 12.6.2 薄膜微结构检测 371
pA*i!.E/b 12.6.3 雕塑薄膜 372
&D)Hz 12.6.4 薄膜化学成分检测 373
qR_SQ
VN 12.7 薄膜非光学特性测量 375
k~& o =I7[L{+~Y