《
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。
O[|X=ZwR:l $HRl:KDdP~ ,WoV)L'? 目录
H>-{.E1bG 第一篇 薄膜元学基本理抢
E 429<LQI/ 第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1
qR%as0; 1.1 麦克斯韦方程 1
7Fzr\& 1.2 平面电磁波 6
mMCd 1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6
{t]8#[lo 1.2.2 理想介质中的平面波解 7
?+{_x^ 1.2.3 吸收介质中的平面波解 8
dtV7YPz4+ 1.3 平均电磁能流密度光强 9
_ vAc/_N 1.4 电磁波谱、
光谱 10
- Sn]` 习题 12
>I+p;V$@ 参考文献 12
[l~G7u.d 第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14
_0iV6Bj 2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14
ArT@BqWd 2.1.1 S波反射与透射 14
=C7<I 2.1.2 P波反射与透射 16
.lSoC`HE 2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18
nH+wU;M 2.2.1 S 波反射与透射 18
I &%
Z*H 2.2.2 P 波反射与透射 20
g-/ }*ml 2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21
_.m|Ml,`{ 2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21
@)ls+}=Y 2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24
$L'[_J 2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30
2f rwU~y 2.4.1 平面对称各向异性介质中麦克斯韦方程的分量形式 31
!_iv~Q zv 2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31
Jgq#m~M6 2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36
~svea>Fmr 2.5.1 全反射与倏逝波 36
)]zsAw`/ 2.5.2 全透射 37
[[ll4| 2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38
mWMtz]M} 2.6 反射率和透射率 39
"|E'E"_1 2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40
+'[/eW 2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41
iBY16_q 2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43
>52%^ ? 习题 44
r\ C"Fx^ 参考文献 44
gA] 3h8%w 第3章 平面光波在平界面层状介质薄膜中的反射与透射 45
?lU(FK 3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45
!2.eJ)G 3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47
~bw=;xF{3 3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53
/.t1Ow 3.3.1 平面分界面多层均匀介质薄膜反射系数和透射系数计算的矩阵方法 53
}Am5b@g"$Y 3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55
EO/41O 3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61
{s:"mkR 3.4.1 一阶近似 62
-6e^`c6{ 3.4.2 二阶近似 63
{m_y< 3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64
Uu9I;q!| 3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64
qv<^%7gq 3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66
l4&
l)4Rx 3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70
fY|[YPGO^ 3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72
H=mFc@fh 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
=tGRy@QV'\ 3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75
8\+DSA 习题 79
u Vo"_c w 参考文献 79
,@zw
第4章 膜系设计图示法 81
nPjK=o`KR 4.1 矢量法 81
3sl6$NKo 4.2 导纳图解法 87
[|\#cVWs 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
x+[ATZ([ 4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89
>Udq{<]#r 4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92
{"|la;*I 4.3 金属膜导纳圆图 97
m;ju@5X 4.4 膜系层间电场分布 99
$s"-r9@q 习题 100
m\MI 6/ 参考文献 101
+&<k}Mz 第二篇 光学等膜分类反应用
#6C<P!]V 第5章 增透膜 102
u>*qDr*d 5.1 表面反射对
光学系统性能的影响 102
n8i: /ypB 5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104
equi26jhr 5.3 透射滤光片组合透射率 106
jPn.w,=)27 5.4 均匀介质增透膜 107
<s$Jj>< 5.4.1 单层均匀介质增透膜 107
!iK{q0 5.4.2 多层均匀介质增透膜 108
_.I58r 5.5 非均匀介质增透膜 113
=JxEM7r 5.6 入射角变化对透射率的影响 115
t~":'le`zr 5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117
C)QKodI 习题 118
h\+8eeIl 参考文献 118
lcVG<*gf- 第6章 高反射膜 120
9I''$DVf 6.1 反射镜组合的反射率 120
~6+>2|wIS 6.2 周期多层膜系的反射率 121
w zi7pJjXh 6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121
i9T<(sdK+ 6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122
(U\D7ItMG 6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123
/L./-92NH4 6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126
f*VXg[&\\F 6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128
.9UrWBW\I 6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129
]2A2<Q_, 6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131
U
U#tm 6.8 金属反射镜 134
sH]T1z 6.8.1 常用金属反射镜 134
,V{Bpr 6.8.2 金属一介质反射镜 136
}nSu7)3$B 6.9 影响反射特性的因素 137
~(:0&w%e 6.10 高反射镜应用实例 143
s|X_:3\x 6.10.1
激光高反射镜 143
_9?v?mL5; 6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144
FU;a
{irB 6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145
";DozPU 习题 146
n Q{~D5y,, 参考文献 146
bH!_0+$P 第7章 带通滤光片 149
mE&SAm5#d 7.1 带通滤光片的特性描述 149
J|VDZ# c7 7.2 带通滤光片的基本构型一一法布里一咱罗干涉仪及其变形 150
>:BgatyPH 7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151
tTh4L8fO 7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151
AtxC(gm 1 7.3.2 膜系透射定理 153
PH'n`D# 7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155
+RnWeBXAT 7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156
6P)D M 7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164
*^CN2tm 7.4 窄带和中等带宽滤光片 164
~yA^6[a = 7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164
Bj\Us$cZ 7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172
"~Zdv}^xS 7.4.3 诱导带通滤光片 174
AoK;6je`K^ 7.5 超窄带带通滤光片 183
!sYZ1;WAO 7.6 宽带带通滤光片 185
ac1(lD 7.7 带通滤光片的角特性 186
[w)KNl 7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190
D%6}x^`Qk 7.9 多通道窄带带通滤光片 192
_xnJfW_ 习题 193
!(3[z> 参考文献 193
Dj 6^|R$z& 第8章 截止滤光片 196
_qh\
8.1 截止滤光片的特性描述 196
=5uhIU0O 8.2 吸收型截止滤光片 197
~RZN+N 8.3 干涉型截止滤光片 198
bL{D*\HF 8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198
Ds{bYK_y 8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199
<vu~EY0. 8.3.3 [(0.5H)L(0.5H)]和[ (0.5L) H(0.5L)]类型对称膜系的光学等效导纳和等效相位 201
++ObsWZ 8.3.4 [(0.5H)L(0.5H)Jm 和[(0.5L) H(0.5L)]m类型周期对称膜系的透射率 203
w{]B)>! 1W 8.3.5 透射带内波纹的压缩 208
ZZc^~ 8.3.6 截止带的展宽 210
B~,?Gbl+g 8.3.7 透射带的展宽和压缩 212
3K/]{ dkD 8.4 金属介质膜截止滤光片 218
\g v-2., 8.5 热反射镜、冷反射镜和
太阳能电池覆盖膜 218
i~*6JB| 习题 221
Cv
p#=x0 参考文献 221
TJB4N$-}A 第9章 带阻滤光片 223
~{N#JOY}Z 9.1 带阻滤光片的特性描述 223
UWdqcOr 9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223
9Vt6);cA-] 9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224
;Rm';IW$
9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224
`M- 9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227
A5[kYD,_ 9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230
>y!O_@>z 9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231
A{\DzUV9, 9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232
R@`xS<`L/ 9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233
OT"j V 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
}g[Hi` 习题 241
?DnQU"_$ 参考文献 241
F)19cKx7 第10章 分光镜 243
Iv{iJoe;UH 10.1 中性分光镜 243
`wSoa#U"@ 10.1.1 金属膜中性分光 244
#W8c)gkG9 10.1.2 介质膜中性分光 245
$jBi~QqOf 10.1.3 金属介质膜中性分光 247
|C,]-mJ G 10.2 双色分光镜 249
"u{ymJ]t 10.3 偏振分光 254
T>&dPVmG, 10.3.1 偏振特性的描述 254
A.YK=_J 10.3.2 平板偏振分光镜 255
)ub!tm 10.3.3 棱镜偏振分光 258
@9k3}x K 10.3.4 宽角宽带偏振分光 259
j-qg{oIJ 10.4 消偏振分光 262
`}8)P# 10.4.1 偏振分离的描述 263
?wjk=hM2 10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267
.I>CL4_ 10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271
`[ZA#8Ma 10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273
z_8Bl2tl 10.5 分光中的消色差问题 280
'uwq^b_ 习题 281
b'xBPTN 参考文献 282
'z+Pa^)v 第二篇 薄膜扶术基础
LOgB_$9_3 第11章 薄膜制备技术 283
U<'$ \P 11.1 真空技术简介 283
F'_z$,X6 11.1.1 真空的基本知识 283
DnN+W 11.1.2 真空的获得 284
ol_&epG;ST 11.1.3 真空的测量 286
K5(T7S 11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289
-7 EwZRS@9 11.2.1 蒸镀法 289
472'P 11.2.2 溅射法 300
P)ne^_
11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306
C3 m_sv#e 11.3.1 化学气相沉积的原理 307
JBISA _Y 11.3.2 常压化学气相沉积 308
9(bbV5} 11.3.3 低压化学气相沉积 308
G)""^YB- 11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309
9AD0|,g 11.3.5 光化学气相沉积 310
h5^We"}+ 11.3.6 金属有机化学气相沉积 311
q@4Cw&AI+ 11.3.7 原子层沉积 312
J.0&gP V 11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313
9 I&[6} 11.4.1 化学镀 313
=
@FT$GQ 11.4.2 阳极氧化法 314
T8j<\0WW 11.4.3 溶胶一凝胶法 314
+ERuZc$3, 11.4.4 电镀 315
eE{
2{C 11.4.5 LB 膜制备技术 315
vTp,j-^ 11.5 光刻蚀 316
26j-1c!NGd 11.5.1 光刻工艺 316
frWY8&W^H 11.5.2 光刻胶 317
lI5>d(6p 11.5.3 掩模 318
q?f-h<yRQ 11.5.4 曝光 318
4U[X-AIY& 11.5.5 刻蚀方法 318
#;"lBqxY` 11.5.6 无掩模刻蚀 321
`Cu9y+t 11.5.7 刻蚀图形及折射率 323
ork{a.1-_w 习题 323
D P:}< 参考文献 324
X,K`]hb*0_ 第12章 光学薄膜检测技术 326
" &mwrjn"T 12.1 光谱分析技术基础 326
>EgMtZ88.< 12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326
Rr\fw' 12.1.2 紫外一可见光分光光度计和傅里叶变换红外光谱仪 330
ASNo6dP7 12.2 薄膜透射率和反射率测量 333
F<,"{L 12.2.1 透射率测量 333
&7c #i 12.2.2 反射率测量 334
F+V[`w*k 12.3 薄膜吸收和散射测量 338
V("T9g 12.3.1 吸收测量 338
TI7)yxa=` 12.3.2 散射测量 342
ay=f1<a 12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344
Ft>, 12.4 光学薄膜常数测量 347
n$"BF\eM 12.4.1 光度法 348
D,s[{RW+q 12.4.2 全反射衰减法 354
P{8<U8E 12.4.3 椭圆偏振法 357
v)'Uoe"R% 12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358
/{Z<!7u;U 12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359
"3?:,$* 12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360
jgw+c3^R_ 12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362
H]Gj$P=k 12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366
V#+J4 12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368
C7Hgzc|U 12.6.1 薄膜微结构 368
Vb~;"WABo 12.6.2 薄膜微结构检测 371
PS??wlp7 12.6.3 雕塑薄膜 372
)KY U[ 12.6.4 薄膜化学成分检测 373
77G4E ,] 12.7 薄膜非光学特性测量 375
mS]soYTQ kwFo*1
{