《薄膜光學與薄膜技術基礎》系統而詳細地對《薄膜光學》理論體系進行梳理，形成比較完整的《薄膜光學》理論體系，其中包括均勻介質、非均勻介質、吸收介質和各向異性介質。在《光學薄膜分類及套用》一篇中，理論聯繫實際，力求反映國內外光學薄膜的最新成果，並以光學薄膜產品作為實例。在《薄膜技術基礎》一篇中，比較完整地介紹各種薄膜沉積方法和各種光學薄膜檢測方法。
基本介紹
- 書名：普通高等教育電子科學與技術類特色專業系列規劃教材:薄膜光學與薄膜技術基礎
- 類型：固體物理學
- 出版日期：2014年1月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：7030395190
- 品牌：科學出版社
- 作者：曹建章 徐平
- 出版社：科學出版社
- 頁數：462頁
- 開本：16
- 定價：65.00
內容簡介,圖書目錄,文摘,
內容簡介
《普通高等教育電子科學與技術類特色專業系列規劃教材:薄膜光學與薄膜技術基礎》選材吸收國內外教材的優點，力求做到取材新穎、內容全面、系統性強，並注重理論與實際套用相結合，儘可能多地反映我國在光學薄膜與薄膜材料方面的最新科研成果。
圖書目錄
第一篇薄膜光學基本理論
第1章薄膜光學的電磁理論基礎
1.1麥克斯韋方程
1.2平面電磁波
1.2.1復矢量波動方程——齊次矢量亥姆霍茲方程
1.2.2理想介質中的平面波解
1.2.3吸收介質中的平面波解
1.3平均電磁能流密度——光強
1.4電磁波譜、光譜
習題
參考文獻
第2章平面光波在兩介質分界平面上的反射與透射
2.1各向同性理想介質界面的反射與透射
2.1.1S波反射與透射
2.1.2P波反射與透射
2.2各向同性吸收介質界面的反射與透射
2.2.1S波反射與透射
2.2.2P波反射與透射
2.3非均勻介質界面的反射與透射
2.3.1幾何光學近似條件下非均勻介質中的波傳播
2.3.2任意非均勻介質界面的反射係數方程
2.4各向異性介質界面的反射與透射
2.4.1平面對稱各向異性介質中麥克斯韋方程的分量形式
2.5反射係數和透射係數隨入射角的變化
2.5.1全反射與倏逝波
2.5.2全透射
2.5.3反射係數、透射係數振幅和相位隨入射角變化
2.6反射率和透射率
2.6.1理想介質分界面的反射率和透射率
2.6.2吸收介質分界面的反射率和透射率
2.6.3空氣與金屬導體表面的反射率
習題
參考文獻
第3章平面光波在平界面層狀介質薄膜中的反射與透射
3.1法向阻抗和光學有效導納的概念
3.2平面分界面單層均勻介質薄膜的反射與透射
3.3平面分界面多層均勻介質薄膜的反射與透射
3.3.1平面分界面多層均勻介質薄膜反射係數和透射係數計算的矩陣方法
3.3.2多層增透膜和高反射膜的基本構成特點
3.4非均勻介質膜層的特徵矩陣
3.4.1一階近似
3.4.2二階近似
3.5各向異性介質薄膜的分層矩陣計算方法
3.5.1各向異性介質中的矩陣波動方程
3.5.2各向異性介質薄膜的矩陣波動方程
3.5.3均勻各向異性介質薄膜矩陣波動方程的解
3.5.4單軸各向異性介質薄膜的特徵矩陣
3.5.5非均勻各向異性介質薄膜矩陣波動方程的數值解
3.5.6單層各向異性介質薄膜的反射與透射
習題
參考文獻
第4章膜系設計圖示法
4.1矢量法
4.2導納圖解法
4.2.1單一等效界面等反射率導納圓圖和等相位導納圓圖
4.2.2單層膜系等折射率導納圓圖和等相位導納圓圖
4.2.3多層膜系等折射率導納圓圖
4.3金屬膜導納圓圖
4.4膜系層間電場分布
習題
參考文獻
第二篇光學薄膜分類及套用
第5章增透膜
5.1表面反射對光學系統性能的影響
5.2基底介質非相干疊加的透射率
5.3透射濾光片組合透射率
5.4均勻介質增透膜
5.4.1單層均勻介質增透膜
5.4.2多層均勻介質增透膜
5.5非均勻介質增透膜
5.6入射角變化對透射率的影響
5.7增透膜套用實例——液晶顯示增透膜
習題
參考文獻
第6章高反射膜
6.1反射鏡組合的反射率
6.2周期多層膜系的反射率
6.2.1周期多層膜系的特徵矩陣
6.2.2周期多層膜系的反射率和透射率
6.3（HL）m類型的周期多層膜
6.4I（0.5L）H（0.5L）|m聃類型的對稱周期多層膜
6.5周期多層膜構成的寬頻高反射膜
6.6中遠紅外區域的多層高反射膜
6.7軟X射線區域的多層高反射膜
6.8金屬反射鏡
6.8.1常用金屬反射鏡
6.8.2金屬—介質反射鏡
6.9影響反射特性的因素
6.10高反射鏡套用實例
6.10.1雷射高反射鏡
6.10.2光刻機系統193nm高反射膜
6.10.3DLP/LCoS投影薄膜——寬角度離反射鏡
習題
參考文獻
第7章帶通濾光片
7.1帶通濾光片的特性描述
7.2帶通濾光片的基本構型——法布里—珀羅干涉儀及其變形
7.3法布里—珀羅干涉儀透射率計算
7.3.1單層薄膜反射與透射計算的有效界面法
7.3.2膜系透射定理
7.3.3法布里—珀羅干涉儀的透射率計算
7.3.4法布里—珀羅干涉儀透射特性分析
7.3.5特殊帶通濾光片信噪比的計算
7.4窄帶和中等頻寬濾光片
7.4.1法布里—珀羅干涉濾光片
7.4.2窄帶平頂多腔帶通濾光片
7.4.3誘導帶通濾光片
7.5超窄帶帶通濾光片
7.6寬頻帶通濾光片
7.7帶通濾光片的角特性
7.8極遠紫外及軟X射線區域帶通濾光片
7.9多通道窄帶帶通濾光片
習題
參考文獻
第8章截止濾光片
8.1截止濾光片的特性描述
8.2吸收型截止濾光片
8.3干涉型截止濾光片
8.3.11/4波長周期膜系的透射特性
8.3.2周期對稱膜系的光學等效導納和等效相位
8.3.3（（0.5H）L（0.5H））和（（0.5L）H（0.5L））類型對稱膜系的光學等效導納和等效相位
8.3.4（（0.5H）L（0.5H））m和（（0.5L）H（0.5L））m類型周期對稱膜系的透射率
8.3.5透射帶內波紋的壓縮
8.3.6截止帶的展寬
8.3.7透射帶的展寬和壓縮
8.4金屬—介質膜截止濾光片
8.5熱反射鏡、冷反射鏡和太陽能電池覆蓋膜
習題
參考文獻
第9童帶阻濾光片
9.1帶阻濾光片的特性描述
9.2周期對稱膜系構成的帶阻濾光片
9.2.1單個周期對稱膜層的等效導納和等效相位
9.2.2多層膜透射率的不變特性
9.2.3周期對稱多層膜通帶內波紋的壓縮
9.2.4四種介質周期對稱膜系構成的帶阻濾光片
9.3非周期對稱多層膜構成的帶阻濾光片
9.4正弦周期折射率帶阻濾光片
9.4.1正弦周期折射率帶阻濾光片的基本構成特點
9.4.2正弦周期折射率帶阻濾光片設計的傅立葉變換方法
習題
參考文獻
第10章分光鏡
10.1中性分光鏡
10.1.1金屬膜中性分光
10.1.2介質膜中性分光
10.1.3金屬—介質膜中性分光
10.2雙色分光鏡
10.3偏振分光
10.3.1偏振特性的描述
10.3.2平板偏振分光鏡
10.3.3稜鏡偏振分光
10.3.4寬角寬頻偏振分光
10.4消偏振分光
10.4.1偏振分離的描述
10.4.2介質膜消偏振分光設計實例
10.4.3金屬—介質膜消偏振分光設計實例
10.4.4其他消偏振分光設計方法
10.5分光中的消色差問題
習題
參考文獻
第三篇薄膜技術基礎
第11章薄膜製備技術
11.1真空技術簡介
11.1.1真空的基本知識
11.1.2真空的獲得
11.1.3真空的測量
11.2薄膜製備方法——物理氣相沉積
11.2.1蒸鍍法
11.2.2濺射法
11.3薄膜製備方法——化學氣相沉積
11.3.1化學氣相沉積的原理
11.3.2常壓化學氣相沉積
11.3.3低壓化學氣相沉積
11.3.4電漿增強化學氣相沉積
11.3.5光化學氣相沉積
11.3.6金屬有機化學氣相沉積
10.3.7原子層沉積
11.4薄膜製備方法——液相沉積
11.4.1化學鍍
11.4.2陽極氧化法
11.4.3溶膠—凝膠法
11.4.4電鍍
11.4.5LB膜製備技術
11.5光刻蝕
11.5.1光刻工藝
11.5.2光刻膠
11.5.3掩模
11.5.4曝光
11.5.5刻蝕方法
11.5.6無掩模刻蝕
11.5.7刻蝕圖形及折射率
習題
參考文獻
第12章光學薄膜檢測技術
12.1光譜分析技術基礎
12.1.1光度計和光譜儀的基本構成
12.1.2紫外—可見光分光光度計和傅立葉變換紅外光譜儀
12.2薄膜透射率和反射率測量
12.2.1透射率測量
12.2.2反射率測量
12.3薄膜吸收和散射測量
12.3.1吸收測量
12.3.2散射測量
12.3.3薄膜表面輪廓及粗糙度測量
12.4光學薄膜常數測量
12.4.1光度法
12.4.2全反射衰減法
12.4.3橢圓偏振法
12.5光學薄膜雷射損傷閾值檢測
12.5.1光學薄膜雷射損傷機理
12.5.2影響光學薄膜雷射損傷閾值的因素
12.5.3雷射損傷閾值測量方法
12.5.4提高光學薄膜損傷閾值的途徑
12.6薄膜微結構和化學成分檢測
12.6.1薄膜微結構
12.6.2薄膜微結構檢測
12.6.3雕塑薄膜
12.6.4薄膜化學成分檢測
12.7薄膜非光學特性測量
12.7.1薄膜應力測量
12.7.2薄膜附著力測量
12.7.3薄膜硬度測量
12.7.4薄膜密度和堆積密度測量
12.7.5薄膜恆溫、恆濕和液體侵蝕環境特性檢測
習題
參考文獻
第13章光學薄膜材料
13.1薄膜結晶形態幾何描述
13.1.1晶體結構的基本概念
13.1.2晶體中的缺陷
13.1.3單晶、多晶和非晶薄膜
13.2金屬薄膜
13.2.1銀膜（Ag）
13.2.2鋁膜（Al）
13.2.3金膜（Au）
13.2.4鉻膜（Cr）
13.2.5鉑膜（Pt）
13.3半導體薄膜
13.3.1鍺薄膜（Ge）
13.3.2矽薄膜（Si）
13.3.3氧化銦薄膜（In2O2）
13.3.4氧化鋅薄膜（ZnO）
13.3.5硫化鋅薄膜（ZnS）
13.3.6二氧化錫薄膜（SnO2）
13.4介質薄膜
13.4.1氟化鎂薄膜（MgF2）
13.4.2氧化鋁薄膜（Al2O3）
13.4.3氧化鉛薄膜（PbO）
13.4.4二氧化矽薄膜（SiO2）
13.4.5氧化鉭薄膜（Ta2O5）
13.5毒性薄膜材料
習題
參考文獻
附錄A元素周期表
附錄B光學薄膜材料有用光譜範圍
附錄C常見薄膜材料參數
第1章薄膜光學的電磁理論基礎
1.1麥克斯韋方程
1.2平面電磁波
1.2.1復矢量波動方程——齊次矢量亥姆霍茲方程
1.2.2理想介質中的平面波解
1.2.3吸收介質中的平面波解
1.3平均電磁能流密度——光強
1.4電磁波譜、光譜
習題
參考文獻
第2章平面光波在兩介質分界平面上的反射與透射
2.1各向同性理想介質界面的反射與透射
2.1.1S波反射與透射
2.1.2P波反射與透射
2.2各向同性吸收介質界面的反射與透射
2.2.1S波反射與透射
2.2.2P波反射與透射
2.3非均勻介質界面的反射與透射
2.3.1幾何光學近似條件下非均勻介質中的波傳播
2.3.2任意非均勻介質界面的反射係數方程
2.4各向異性介質界面的反射與透射
2.4.1平面對稱各向異性介質中麥克斯韋方程的分量形式
2.5反射係數和透射係數隨入射角的變化
2.5.1全反射與倏逝波
2.5.2全透射
2.5.3反射係數、透射係數振幅和相位隨入射角變化
2.6反射率和透射率
2.6.1理想介質分界面的反射率和透射率
2.6.2吸收介質分界面的反射率和透射率
2.6.3空氣與金屬導體表面的反射率
習題
參考文獻
第3章平面光波在平界面層狀介質薄膜中的反射與透射
3.1法向阻抗和光學有效導納的概念
3.2平面分界面單層均勻介質薄膜的反射與透射
3.3平面分界面多層均勻介質薄膜的反射與透射
3.3.1平面分界面多層均勻介質薄膜反射係數和透射係數計算的矩陣方法
3.3.2多層增透膜和高反射膜的基本構成特點
3.4非均勻介質膜層的特徵矩陣
3.4.1一階近似
3.4.2二階近似
3.5各向異性介質薄膜的分層矩陣計算方法
3.5.1各向異性介質中的矩陣波動方程
3.5.2各向異性介質薄膜的矩陣波動方程
3.5.3均勻各向異性介質薄膜矩陣波動方程的解
3.5.4單軸各向異性介質薄膜的特徵矩陣
3.5.5非均勻各向異性介質薄膜矩陣波動方程的數值解
3.5.6單層各向異性介質薄膜的反射與透射
習題
參考文獻
第4章膜系設計圖示法
4.1矢量法
4.2導納圖解法
4.2.1單一等效界面等反射率導納圓圖和等相位導納圓圖
4.2.2單層膜系等折射率導納圓圖和等相位導納圓圖
4.2.3多層膜系等折射率導納圓圖
4.3金屬膜導納圓圖
4.4膜系層間電場分布
習題
參考文獻
第二篇光學薄膜分類及套用
第5章增透膜
5.1表面反射對光學系統性能的影響
5.2基底介質非相干疊加的透射率
5.3透射濾光片組合透射率
5.4均勻介質增透膜
5.4.1單層均勻介質增透膜
5.4.2多層均勻介質增透膜
5.5非均勻介質增透膜
5.6入射角變化對透射率的影響
5.7增透膜套用實例——液晶顯示增透膜
習題
參考文獻
第6章高反射膜
6.1反射鏡組合的反射率
6.2周期多層膜系的反射率
6.2.1周期多層膜系的特徵矩陣
6.2.2周期多層膜系的反射率和透射率
6.3（HL）m類型的周期多層膜
6.4I（0.5L）H（0.5L）|m聃類型的對稱周期多層膜
6.5周期多層膜構成的寬頻高反射膜
6.6中遠紅外區域的多層高反射膜
6.7軟X射線區域的多層高反射膜
6.8金屬反射鏡
6.8.1常用金屬反射鏡
6.8.2金屬—介質反射鏡
6.9影響反射特性的因素
6.10高反射鏡套用實例
6.10.1雷射高反射鏡
6.10.2光刻機系統193nm高反射膜
6.10.3DLP/LCoS投影薄膜——寬角度離反射鏡
習題
參考文獻
第7章帶通濾光片
7.1帶通濾光片的特性描述
7.2帶通濾光片的基本構型——法布里—珀羅干涉儀及其變形
7.3法布里—珀羅干涉儀透射率計算
7.3.1單層薄膜反射與透射計算的有效界面法
7.3.2膜系透射定理
7.3.3法布里—珀羅干涉儀的透射率計算
7.3.4法布里—珀羅干涉儀透射特性分析
7.3.5特殊帶通濾光片信噪比的計算
7.4窄帶和中等頻寬濾光片
7.4.1法布里—珀羅干涉濾光片
7.4.2窄帶平頂多腔帶通濾光片
7.4.3誘導帶通濾光片
7.5超窄帶帶通濾光片
7.6寬頻帶通濾光片
7.7帶通濾光片的角特性
7.8極遠紫外及軟X射線區域帶通濾光片
7.9多通道窄帶帶通濾光片
習題
參考文獻
第8章截止濾光片
8.1截止濾光片的特性描述
8.2吸收型截止濾光片
8.3干涉型截止濾光片
8.3.11/4波長周期膜系的透射特性
8.3.2周期對稱膜系的光學等效導納和等效相位
8.3.3（（0.5H）L（0.5H））和（（0.5L）H（0.5L））類型對稱膜系的光學等效導納和等效相位
8.3.4（（0.5H）L（0.5H））m和（（0.5L）H（0.5L））m類型周期對稱膜系的透射率
8.3.5透射帶內波紋的壓縮
8.3.6截止帶的展寬
8.3.7透射帶的展寬和壓縮
8.4金屬—介質膜截止濾光片
8.5熱反射鏡、冷反射鏡和太陽能電池覆蓋膜
習題
參考文獻
第9童帶阻濾光片
9.1帶阻濾光片的特性描述
9.2周期對稱膜系構成的帶阻濾光片
9.2.1單個周期對稱膜層的等效導納和等效相位
9.2.2多層膜透射率的不變特性
9.2.3周期對稱多層膜通帶內波紋的壓縮
9.2.4四種介質周期對稱膜系構成的帶阻濾光片
9.3非周期對稱多層膜構成的帶阻濾光片
9.4正弦周期折射率帶阻濾光片
9.4.1正弦周期折射率帶阻濾光片的基本構成特點
9.4.2正弦周期折射率帶阻濾光片設計的傅立葉變換方法
習題
參考文獻
第10章分光鏡
10.1中性分光鏡
10.1.1金屬膜中性分光
10.1.2介質膜中性分光
10.1.3金屬—介質膜中性分光
10.2雙色分光鏡
10.3偏振分光
10.3.1偏振特性的描述
10.3.2平板偏振分光鏡
10.3.3稜鏡偏振分光
10.3.4寬角寬頻偏振分光
10.4消偏振分光
10.4.1偏振分離的描述
10.4.2介質膜消偏振分光設計實例
10.4.3金屬—介質膜消偏振分光設計實例
10.4.4其他消偏振分光設計方法
10.5分光中的消色差問題
習題
參考文獻
第三篇薄膜技術基礎
第11章薄膜製備技術
11.1真空技術簡介
11.1.1真空的基本知識
11.1.2真空的獲得
11.1.3真空的測量
11.2薄膜製備方法——物理氣相沉積
11.2.1蒸鍍法
11.2.2濺射法
11.3薄膜製備方法——化學氣相沉積
11.3.1化學氣相沉積的原理
11.3.2常壓化學氣相沉積
11.3.3低壓化學氣相沉積
11.3.4電漿增強化學氣相沉積
11.3.5光化學氣相沉積
11.3.6金屬有機化學氣相沉積
10.3.7原子層沉積
11.4薄膜製備方法——液相沉積
11.4.1化學鍍
11.4.2陽極氧化法
11.4.3溶膠—凝膠法
11.4.4電鍍
11.4.5LB膜製備技術
11.5光刻蝕
11.5.1光刻工藝
11.5.2光刻膠
11.5.3掩模
11.5.4曝光
11.5.5刻蝕方法
11.5.6無掩模刻蝕
11.5.7刻蝕圖形及折射率
習題
參考文獻
第12章光學薄膜檢測技術
12.1光譜分析技術基礎
12.1.1光度計和光譜儀的基本構成
12.1.2紫外—可見光分光光度計和傅立葉變換紅外光譜儀
12.2薄膜透射率和反射率測量
12.2.1透射率測量
12.2.2反射率測量
12.3薄膜吸收和散射測量
12.3.1吸收測量
12.3.2散射測量
12.3.3薄膜表面輪廓及粗糙度測量
12.4光學薄膜常數測量
12.4.1光度法
12.4.2全反射衰減法
12.4.3橢圓偏振法
12.5光學薄膜雷射損傷閾值檢測
12.5.1光學薄膜雷射損傷機理
12.5.2影響光學薄膜雷射損傷閾值的因素
12.5.3雷射損傷閾值測量方法
12.5.4提高光學薄膜損傷閾值的途徑
12.6薄膜微結構和化學成分檢測
12.6.1薄膜微結構
12.6.2薄膜微結構檢測
12.6.3雕塑薄膜
12.6.4薄膜化學成分檢測
12.7薄膜非光學特性測量
12.7.1薄膜應力測量
12.7.2薄膜附著力測量
12.7.3薄膜硬度測量
12.7.4薄膜密度和堆積密度測量
12.7.5薄膜恆溫、恆濕和液體侵蝕環境特性檢測
習題
參考文獻
第13章光學薄膜材料
13.1薄膜結晶形態幾何描述
13.1.1晶體結構的基本概念
13.1.2晶體中的缺陷
13.1.3單晶、多晶和非晶薄膜
13.2金屬薄膜
13.2.1銀膜（Ag）
13.2.2鋁膜（Al）
13.2.3金膜（Au）
13.2.4鉻膜（Cr）
13.2.5鉑膜（Pt）
13.3半導體薄膜
13.3.1鍺薄膜（Ge）
13.3.2矽薄膜（Si）
13.3.3氧化銦薄膜（In2O2）
13.3.4氧化鋅薄膜（ZnO）
13.3.5硫化鋅薄膜（ZnS）
13.3.6二氧化錫薄膜（SnO2）
13.4介質薄膜
13.4.1氟化鎂薄膜（MgF2）
13.4.2氧化鋁薄膜（Al2O3）
13.4.3氧化鉛薄膜（PbO）
13.4.4二氧化矽薄膜（SiO2）
13.4.5氧化鉭薄膜（Ta2O5）
13.5毒性薄膜材料
習題
參考文獻
附錄A元素周期表
附錄B光學薄膜材料有用光譜範圍
附錄C常見薄膜材料參數
文摘
著作權頁：
插圖：
12.4.3橢圓偏振法
橢圓偏振法已成為研究光學薄膜特性的重要工具之一，利用橢圓偏振法既可以測量薄膜光學常數，如復折射率和膜層厚度等，也可以通過對光學常數的測量研究薄膜形成的動力學過程及外界因素（如溫度、壓力和電場等）對薄膜形成的影響。
與其他測量薄膜光學常數的方法相比較，橢圓偏振法具有其優點：①測量對象廣泛，不僅適用於金屬膜和介質膜，也可用於薄膜偏振特性、色散特性和各向異性測量，特別是用來研究薄膜生長過程中計算分子層的厚度和密度等。②被測樣品尺寸小，直徑可小於1mm。③測量方式靈活，既可測反射率，也可測透射率。④測量速度快，可用於測量光學薄膜特性隨外界因素的變化並研究分析薄膜生長的動力學過程。⑤測量精度高。雖然橢偏測量的工作原理是建立在經典電磁波理論基礎之上，但實際具有原子層級的靈敏度，薄膜測量可準確到1nm，相當於單原子層的厚度。
1.反演計算
橢圓偏振法以測量光的偏振態為基礎，通過測量P波偏振光和S波偏振光在薄膜表面反時振幅和相位的變化來確定薄膜光學常數。
插圖：
12.4.3橢圓偏振法
橢圓偏振法已成為研究光學薄膜特性的重要工具之一，利用橢圓偏振法既可以測量薄膜光學常數，如復折射率和膜層厚度等，也可以通過對光學常數的測量研究薄膜形成的動力學過程及外界因素（如溫度、壓力和電場等）對薄膜形成的影響。
與其他測量薄膜光學常數的方法相比較，橢圓偏振法具有其優點：①測量對象廣泛，不僅適用於金屬膜和介質膜，也可用於薄膜偏振特性、色散特性和各向異性測量，特別是用來研究薄膜生長過程中計算分子層的厚度和密度等。②被測樣品尺寸小，直徑可小於1mm。③測量方式靈活，既可測反射率，也可測透射率。④測量速度快，可用於測量光學薄膜特性隨外界因素的變化並研究分析薄膜生長的動力學過程。⑤測量精度高。雖然橢偏測量的工作原理是建立在經典電磁波理論基礎之上，但實際具有原子層級的靈敏度，薄膜測量可準確到1nm，相當於單原子層的厚度。
1.反演計算
橢圓偏振法以測量光的偏振態為基礎，通過測量P波偏振光和S波偏振光在薄膜表面反時振幅和相位的變化來確定薄膜光學常數。
