《
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。
qq7X",s _AB9BQm UK_aqB 目录
S{(p<%)[ 第一篇 薄膜元学基本理抢
h4.=sbzZ 第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1
Ar7mH4M 1.1 麦克斯韦方程 1
V52C,]qQH 1.2 平面电磁波 6
V]kGcS} 1.2.1 复矢量波动方程一一齐次矢量亥姆霍兹方程 6
eQaxZMU 1.2.2 理想介质中的平面波解 7
sqpOS!] 1.2.3 吸收介质中的平面波解 8
PWN'.HQ 1.3 平均电磁能流密度光强 9
CL'Xip')T 1.4 电磁波谱、
光谱 10
m_Ac/ctf 习题 12
5-WRv; 参考文献 12
m":SE? {{& 第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14
.i&ZT}v3 2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14
T'b/]&0Tio 2.1.1 S波反射与透射 14
l*\~ew 2.1.2 P波反射与透射 16
W
aGcoj 2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18
@-&(TRbZo 2.2.1 S 波反射与透射 18
"$IXZ 2.2.2 P 波反射与透射 20
Sa1z,EP 2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21
9+8!xwR: 2.3.1 几何光学近似条件下非均匀介质中的波传播 21
^*xHy` 2.3.2 任意非均匀介质界面的反射系数方程 24
y-\A@jJC5 2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30
%V(N U_o 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
u|OzW}xb7j 2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31
z(`
}:t 2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36
D_n}p8blT 2.5.1 全反射与倏逝波 36
0+<eRR9- 2.5.2 全透射 37
KW|\)83$ 2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38
jWK@NXMH 2.6 反射率和透射率 39
Z 5)_B,E:X 2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40
$#!UGY 2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41
ZG@M%|> 2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43
]C
~1]7vb 习题 44
b WbXh$ 参考文献 44
]Q4PbW 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
wLOQhviI^- 3.1 法向阻扰和光学有效导纳的概念 45
"rx^M*" 3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的反射与透射 47
8L-4}!~C 3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反射与透射 53
_))I.c=v 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
8@%mnyQ 3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55
45+%K@@x 3.4 非均匀介质膜层的特征短阵 61
hY=w|b=Y 3.4.1 一阶近似 62
F?8BS*r_ 3.4.2 二阶近似 63
O b8B 3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64
WfRfx#MMt 3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64
;;?vgrz 3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66
Cx+WLD 3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70
)XP#W|; 3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72
1@%B? 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
jWXR__>. 3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75
a;"Uz|rz 习题 79
Oz&+{ c 参考文献 79
;Rhb@]X 第4章 膜系设计图示法 81
Gg9VS&VI 4.1 矢量法 81
}U%^3r- 4.2 导纳图解法 87
y7JZKtsFA 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
^Ue0mC7m 4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89
Sk/#J!T8{ 4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92
}3f
BY@
4.3 金属膜导纳圆图 97
g@@&sB-A" 4.4 膜系层间电场分布 99
F<Hqo>G 习题 100
WHUT/:?f 参考文献 101
0%s3Mp6H 第二篇 光学等膜分类反应用
x"
'KW
( 第5章 增透膜 102
Y5ogi) 5.1 表面反射对
光学系统性能的影响 102
u R\m` 5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104
k7^R,.c@ 5.3 透射滤光片组合透射率 106
c6Lif)4 5.4 均匀介质增透膜 107
)?w&oIj5 5.4.1 单层均匀介质增透膜 107
&:V@2_6" 5.4.2 多层均匀介质增透膜 108
\Z)#lF|^ 5.5 非均匀介质增透膜 113
T&r +G!2 5.6 入射角变化对透射率的影响 115
&P
8!]: 5.7 增透膜应用实例液晶显示增透膜 117
~->Hlxze'K 习题 118
PSTu /^ 参考文献 118
d/XlV]#2x\ 第6章 高反射膜 120
yjEI/9_ 6.1 反射镜组合的反射率 120
fokwW}>B[f 6.2 周期多层膜系的反射率 121
#B @X 6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121
5x8'K7/4. 6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122
|9>*$Fe" 6.3 [HL]m类型的周期多层膜 123
07x=`7hs} 6.4 (0.5L) H(0.5L)m类型的对称周期多层膜 126
%
f2<U;ff 6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128
"7Eo>g 6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129
24| 6.7 软X 射线区域的多层高反射膜 131
,e9CJ~a 6.8 金属反射镜 134
?75\>NiR 6.8.1 常用金属反射镜 134
(/"thv5vT{ 6.8.2 金属一介质反射镜 136
g b -Bxf 6.9 影响反射特性的因素 137
W*k` 6.10 高反射镜应用实例 143
&Hv;< 6.10.1
激光高反射镜 143
Zj qA30! 6.10.2 光刻机系统193nm 高反射膜 144
c~P)4(udT 6.10.3 DLP/LCoS 技影薄膜宽角度高反射镜 145
Hu[]h] 习题 146
*^'wFbaBO 参考文献 146
v btAq^1 第7章 带通滤光片 149
HOE2*4r 7.1 带通滤光片的特性描述 149
jOs
H2^ 7.2 带通滤光片的基本构型一一法布里一咱罗干涉仪及其变形 150
KiQ(XNx 7.3 法布里一咱罗干涉仪透射率计算 151
>):m-I 7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151
MDk*j,5V 7.3.2 膜系透射定理 153
Hk,lX r 7.3.3 法布里一躏罗干涉仪的透射率计算 155
p ZtgIS(3 7.3.4 法布里础罗干涉仪透射特性分析 156
OCCEL9d 7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164
'9qn*H`' 7.4 窄带和中等带宽滤光片 164
a\=-D: 7.4.1 法布里踊罗干涉滤光片 164
huz86CO 7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172
Yi 6Nw+$ 7.4.3 诱导带通滤光片 174
yVaU t_Zi 7.5 超窄带带通滤光片 183
pA<eTlH 7.6 宽带带通滤光片 185
Q uB+vL 7.7 带通滤光片的角特性 186
~z5@V5z 7.8 极远紫外及软X 射线区域带通滤光片 190
sGSsUO:@j; 7.9 多通道窄带带通滤光片 192
RcQ>eZHl 习题 193
2B^~/T<\ 参考文献 193
l^P#kQA 第8章 截止滤光片 196
0 h22V$ 8.1 截止滤光片的特性描述 196
V]rhVMA 8.2 吸收型截止滤光片 197
6*Zj]is 8.3 干涉型截止滤光片 198
,+s e 8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198
&
1[y"S 8.3.2 周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199
IV0[!D 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
X(]Zr 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:i<>kG 8.3.5 透射带内波纹的压缩 208
`fz,Lh*v 8.3.6 截止带的展宽 210
ym\(PCa5` 8.3.7 透射带的展宽和压缩 212
c5("-xB 8.4 金属介质膜截止滤光片 218
atyu/+U'} 8.5 热反射镜、冷反射镜和
太阳能电池覆盖膜 218
&'s^nn] 习题 221
GB>aT-G7q 参考文献 221
%*kLEA*v 第9章 带阻滤光片 223
]=x\b^ 9.1 带阻滤光片的特性描述 223
'<7S^^ax 9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223
<c+K3P'3? 9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224
P/MM
UmO 9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224
<W*xshn 9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227
0 " y%9
9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230
JS!*2*Wr 9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231
\5~;MI.Sq 9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232
dAL3. % 9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233
?g3 ]~;# 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
]9*;;4Mg 习题 241
'a#mViPTQ) 参考文献 241
`4V"s-T' 第10章 分光镜 243
zmiZ]uq 10.1 中性分光镜 243
Fnb2.R'+ 10.1.1 金属膜中性分光 244
h0Ee?= 10.1.2 介质膜中性分光 245
"~/9F 10.1.3 金属介质膜中性分光 247
o>F*Itr{ 10.2 双色分光镜 249
\5TxE 10.3 偏振分光 254
WDkuB 10.3.1 偏振特性的描述 254
"Z T.k5Z 10.3.2 平板偏振分光镜 255
W8]V 10.3.3 棱镜偏振分光 258
,
ECLqs% 10.3.4 宽角宽带偏振分光 259
blahi]{Y9 10.4 消偏振分光 262
rk|a5-i 10.4.1 偏振分离的描述 263
8:thWGLN 10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267
v$Uhm</|19 10.4.3 金属一介质膜消偏振分光设计实例 271
,PECYwegkt 10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273
0/ !,Dn 10.5 分光中的消色差问题 280
Yp1bH+/u 习题 281
MR$>!Nlp 参考文献 282
cSK&[>i)4 第二篇 薄膜扶术基础
5f^>b\8+ | 第11章 薄膜制备技术 283
j1q[c, 11.1 真空技术简介 283
KKEN'-3 11.1.1 真空的基本知识 283
I%"'*7U 11.1.2 真空的获得 284
T5|c$doQ 11.1.3 真空的测量 286
88lxHoPV 11.2 薄膜制备方法物理气相沉积 289
S&(^<gwl 11.2.1 蒸镀法 289
k1='c7s 11.2.2 溅射法 300
}T.?c9l X 11.3 薄膜制备方法化学气相沉积 306
" xR[mJ@U 11.3.1 化学气相沉积的原理 307
J!TBREK 11.3.2 常压化学气相沉积 308
|c2xy 11.3.3 低压化学气相沉积 308
HjA_g0u 11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309
|0.Xl+7 11.3.5 光化学气相沉积 310
XIAeCU 11.3.6 金属有机化学气相沉积 311
v,OpTu:1 11.3.7 原子层沉积 312
iiG f'@/ 11.4 薄膜制备方法一一液相沉积 313
,=BLnsg 11.4.1 化学镀 313
bMKL1+y( 11.4.2 阳极氧化法 314
!bU\zH 11.4.3 溶胶一凝胶法 314
xHo&[{ 11.4.4 电镀 315
z;Q<F 11.4.5 LB 膜制备技术 315
Ai"-w" 11.5 光刻蚀 316
Jblj^n?Bm 11.5.1 光刻工艺 316
kKiA 11.5.2 光刻胶 317
u~1o(Zn
= 11.5.3 掩模 318
7&B$HZ 11.5.4 曝光 318
z@Hp,|Vy[ 11.5.5 刻蚀方法 318
|Au ]1} 11.5.6 无掩模刻蚀 321
E9}{1A 11.5.7 刻蚀图形及折射率 323
z[EFQ^*> 习题 323
}uY!(4Rw 参考文献 324
6l\FIah@ 第12章 光学薄膜检测技术 326
bb-q O#E 12.1 光谱分析技术基础 326
qO@@8/l 12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326
.S?pG_n]f 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
wJ+Aw
12.2 薄膜透射率和反射率测量 333
#1.YKo 12.2.1 透射率测量 333
+iO/m 12.2.2 反射率测量 334
1HT_ 12.3 薄膜吸收和散射测量 338
%|"g/2sF[G 12.3.1 吸收测量 338
]; Wx 12.3.2 散射测量 342
?rYT4vi 12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344
)ChqATKg 12.4 光学薄膜常数测量 347
iK()&TNz 12.4.1 光度法 348
X"aEJ|y 12.4.2 全反射衰减法 354
q,>?QBct* 12.4.3 椭圆偏振法 357
"xJ 0 vlw 12.5 光学薄膜激光损伤阔值检测 358
t*XN_=E$f 12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359
:G5uocVk 12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阔值的因素 360
S9| a$3K' 12.5.3 激光损伤阂值测量方法 362
ANi)q$:{ 12.5.4 提高光学薄膜损伤阂值的途径 366
O) atNE 12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368
SHVWwoieT 12.6.1 薄膜微结构 368
Jc6R{C 12.6.2 薄膜微结构检测 371
xdvh-%A4 12.6.3 雕塑薄膜 372
tw=oH9c80 12.6.4 薄膜化学成分检测 373
PU<PhuMd
12.7 薄膜非光学特性测量 375
2";SJF'5\ 4qi[r)G