《
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。
A5+vz u^ ;&P%A<[` :Cw|BX@??U 目录
R\MM2_I 第一篇 薄膜元学基本理抢
y_38;8ex 第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1
qp_kILo~ 1.1 麦克斯韦方程 1
v-X1if1% 1.2 平面电磁波 6
Ip(
IGR" 1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6
2Q)"~3 1.2.2 理想介质中的平面波解 7
v'S}&zmF] 1.2.3 吸收介质中的平面波解 8
xRJv_=dT 1.3 平均电磁能流密度光强 9
wnP#.[,V 1.4 电磁波谱、
光谱 10
WtFv"$V 习题 12
|SZRO,7x 参考文献 12
E:(flW= 第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14
\QstcsEt 2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14
b|wCR% 2.1.1 S波反射与透射 14
f$NudG!S 2.1.2 P波反射与透射 16
sE-E\+ 2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18
\q(RqD 2.2.1 S 波反射与透射 18
2r"-X 2.2.2 P 波反射与透射 20
//\ORJd 2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21
%7Z_Hw 2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21
m]+g[L?- 2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24
^{_`jE 2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30
7Nw7a;h 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
B[!wo 2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31
^LE`Y>&m 2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36
( N~[sf?& 2.5.1 全反射与倏逝波 36
d90B15]gv 2.5.2 全透射 37
YL=?N k/ 2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38
jnYFA[Ab 2.6 反射率和透射率 39
Ix^xL+Tm 2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40
LXG,IG 2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41
/,f*IdB 2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43
+eZR._&0 习题 44
!%_Z>a 参考文献 44
tEf_XBjKV 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
ync2X{9D 3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45
k+{-iPm{ 3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47
B9/x?Jv1 3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53
n@mWBUM 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
^TJn&k 3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55
d%\{, 3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61
@|6n.'f+ 3.4.1 一阶近似 62
KTD# a1W 3.4.2 二阶近似 63
G \?fWqx 3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64
ec[S?- 3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64
7@$Hua,GY 3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66
En&ESWN 3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70
Ka&[
Oz<w 3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72
d,CtlWp 3.5.5 非均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的数值解 74
R)"Ds}1G 3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75
@Nn9-#iW 习题 79
[nJ),9$z_ 参考文献 79
t?L;k+sMM 第4章 膜系设计图示法 81
wbshKkUh_* 4.1 矢量法 81
N0oBtGb 4.2 导纳图解法 87
}+h/2D 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
Q9H~B`\nQ 4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89
Eg-3GkC 4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92
UJ1iXV[h" 4.3 金属膜导纳圆图 97
?1K|.lr 4.4 膜系层间电场分布 99
,`v)nwP 习题 100
aB;syl{ 参考文献 101
8 sZ~3 第二篇 光学等膜分类反应用
UM(tM9 第5章 增透膜 102
acz8
H0cS 5.1 表面反射对
光学系统性能的影响 102
d>*?C!xE 5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104
V.vA~a 5.3 透射滤光片组合透射率 106
w7cciD| 5.4 均匀介质增透膜 107
MU4/arXy 5.4.1 单层均匀介质增透膜 107
dElOy?v 5.4.2 多层均匀介质增透膜 108
~^cx a% 5.5 非均匀介质增透膜 113
{5QIQ 5.6 入射角变化对透射率的影响 115
r t@Jw]az 5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117
m!3b.2/h 习题 118
z 0]K:YV_ 参考文献 118
AC@WhL 第6章 高反射膜 120
yT%"<m6Y*\ 6.1 反射镜组合的反射率 120
8Eyi`~cAiH 6.2 周期多层膜系的反射率 121
U:ggZ`. 6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121
%Sr/'7 K 6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122
@,F8gv* 6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123
9>\P]: 6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126
q{5wx8_U 6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128
GoP,_sd\O 6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129
?Y7'OlO 6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131
5@ecZ2`)+h 6.8 金属反射镜 134
`mXbF 6.8.1 常用金属反射镜 134
`,gGmh 6.8.2 金属一介质反射镜 136
u@tJu'X 6.9 影响反射特性的因素 137
17AJT 6.10 高反射镜应用实例 143
/ PDe<p 6.10.1
激光高反射镜 143
dqMt6b\} 6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144
D's'LspQ 6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145
3e4; '5q; 习题 146
p\T9q 参考文献 146
/4J2F9:f 第7章 带通滤光片 149
qP{S!Z( 7.1 带通滤光片的特性描述 149
9?a-1 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
"| 0g 1rd 7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151
7\m.xWX e 7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151
/fC@T 7.3.2 膜系透射定理 153
Oa~|a7 `o 7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155
M24FuS 7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156
Pj9n`LwM 7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164
Kk#g(YgNz 7.4 窄带和中等带宽滤光片 164
Pz#D9.D0 7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164
86igP 7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172
>=Hm2daN 7.4.3 诱导带通滤光片 174
0`.3`Mk 7.5 超窄带带通滤光片 183
y`O !,kW 7.6 宽带带通滤光片 185
NfvvwG;M 7.7 带通滤光片的角特性 186
/cHd&i,> 7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190
g
/D@/AU1u 7.9 多通道窄带带通滤光片 192
eQ_dO]Q 习题 193
ru[W?O" 参考文献 193
q}gj.@Q" 第8章 截止滤光片 196
n!=%MgF'*p 8.1 截止滤光片的特性描述 196
[5K&J-W 8.2 吸收型截止滤光片 197
!T;*F%G9 8.3 干涉型截止滤光片 198
4np,"^c 8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198
e+jp03m\W 8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199
"Y0:Y?Vz" 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
kx,9n) 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(R&Q;{E^ 8.3.5 透射带内波纹的压缩 208
9l).L L 8.3.6 截止带的展宽 210
*#+e_)d 8.3.7 透射带的展宽和压缩 212
\pI)tnu6'U 8.4 金属介质膜截止滤光片 218
?w'a^+H 8.5 热反射镜、冷反射镜和
太阳能电池覆盖膜 218
tdZ,sHY6 习题 221
\`?#V xz 参考文献 221
8m,PsUp7 第9章 带阻滤光片 223
Y@x }b{3 9.1 带阻滤光片的特性描述 223
<cu? g 9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223
^.bYLF 9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224
s`"o-w\$> 9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224
C"l_78 9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227
k8fvg4 9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230
Q`mw2$zv 9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231
!u~h.DrvZ 9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232
8tq6.%\ 9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233
;%"YA 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
YT!QY@qw 习题 241
=f'MiU!p6 参考文献 241
me]O 第10章 分光镜 243
iC-WQkQY 10.1 中性分光镜 243
$nN`K*% 10.1.1 金属膜中性分光 244
KV1zx(WI 10.1.2 介质膜中性分光 245
]D|sQPi]F 10.1.3 金属介质膜中性分光 247
1(!w xJ 10.2 双色分光镜 249
+g36,!q 10.3 偏振分光 254
1Xy{&Ut\ 10.3.1 偏振特性的描述 254
:NB|r 10.3.2 平板偏振分光镜 255
T&Dt;CSF 10.3.3 棱镜偏振分光 258
q~*3Bk~ 10.3.4 宽角宽带偏振分光 259
9y=$|"<( 10.4 消偏振分光 262
T' O5>e 10.4.1 偏振分离的描述 263
(?MRbX]@ 10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267
+N0V8T%~z. 10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271
"=)i'x"0" 10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273
hgCF!eud 10.5 分光中的消色差问题 280
AWlR" p2 习题 281
w)I!q&`Y 参考文献 282
0{|ib ! 第二篇 薄膜扶术基础
V0hC[Ilr 第11章 薄膜制备技术 283
-:9E+b 11.1 真空技术简介 283
z_fR?~$N2 11.1.1 真空的基本知识 283
`>:ozN#)\ 11.1.2 真空的获得 284
BNU]NcA#*, 11.1.3 真空的测量 286
B"N8NVn 11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289
l:NEK`>i 11.2.1 蒸镀法 289
9/Q_Jv-Q 11.2.2 溅射法 300
9( ;lcOz 11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306
)@DT^#zR 11.3.1 化学气相沉积的原理 307
@l3L_;6a 11.3.2 常压化学气相沉积 308
y- S]\tu 11.3.3 低压化学气相沉积 308
_Y@'<S. 11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309
mo%9UL,#W 11.3.5 光化学气相沉积 310
f(q^R 11.3.6 金属有机化学气相沉积 311
1g`$[wp| 11.3.7 原子层沉积 312
YpQ/ )fSEV 11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313
_2{i}L 11.4.1 化学镀 313
zRyZrt,%& 11.4.2 阳极氧化法 314
l'YpSO~l7
11.4.3 溶胶一凝胶法 314
6hKavzSi 11.4.4 电镀 315
iN%\wkx*N 11.4.5 LB 膜制备技术 315
T
xRa&1 11.5 光刻蚀 316
|6LC>' 11.5.1 光刻工艺 316
f:L%th 11.5.2 光刻胶 317
42:~oKiQ$" 11.5.3 掩模 318
MtOAA 11.5.4 曝光 318
I^ W 11.5.5 刻蚀方法 318
WE$Pi;q1 11.5.6 无掩模刻蚀 321
b6!?K!imT 11.5.7 刻蚀图形及折射率 323
6L@g]f|Y@ 习题 323
,lm.~% }P* 参考文献 324
:HhLc'1Jw 第12章 光学薄膜检测技术 326
$?p^
m`t_ 12.1 光谱分析技术基础 326
+=I_3Wtth 12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326
` +]9+:tS 12.1.2 紫外一可见光分光光度计和傅里叶变换红外光谱仪 330
yI\ 12.2 薄膜透射率和反射率测量 333
k^I4z^O=-; 12.2.1 透射率测量 333
+s&+G![ 12.2.2 反射率测量 334
(1\!6 12.3 薄膜吸收和散射测量 338
qA:CV(Z 12.3.1 吸收测量 338
Cec!{]DL& 12.3.2 散射测量 342
Q%4>okj, 12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344
vW6Pf^yJ 12.4 光学薄膜常数测量 347
*1iJa 12.4.1 光度法 348
7]a6dMh 12.4.2 全反射衰减法 354
==I:>+_^| 12.4.3 椭圆偏振法 357
o2? [*pa 12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358
z<_{m4I; 12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359
'LIJpk3J 12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360
h$|K vS 12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362
p"ht|x 12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366
'7[{ISBXU 12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368
e#L/ 12.6.1 薄膜微结构 368
QFIdp R. 12.6.2 薄膜微结构检测 371
c_a*{L|c 12.6.3 雕塑薄膜 372
Md'd=Y_0 12.6.4 薄膜化学成分检测 373
5{qFKo"g@, 12.7 薄膜非光学特性测量 375
4lC:svF UzFd@W u#