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普通高等教育電子科學與技術類特色專業(yè)系列規(guī)劃教材薄膜光學與薄膜技術基礎

普通高等教育電子科學與技術類特色專業(yè)系列規(guī)劃教材薄膜光學與薄膜技術基礎

作者：曹建章
出版社：科學出版社出版時間：2021-01-01
開本： 其他 頁數(shù)： 476
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普通高等教育電子科學與技術類特色專業(yè)系列規(guī)劃教材薄膜光學與薄膜技術基礎 版權信息

普通高等教育電子科學與技術類特色專業(yè)系列規(guī)劃教材薄膜光學與薄膜技術基礎 內(nèi)容簡介

全書系統(tǒng)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(zhì)、非均勻介質(zhì)、吸收介質(zhì)和各向異性介質(zhì)。在《光學薄膜分類及應用》一篇中，理論聯(lián)系實際，力求反映國內(nèi)外光學薄膜的近期新成果，并以光學薄膜產(chǎn)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。

普通高等教育電子科學與技術類特色專業(yè)系列規(guī)劃教材薄膜光學與薄膜技術基礎 目錄

目錄
**篇 薄膜元學基本理搶
第1章 薄膜光學的電磁理論基礎 1
1.1 麥克斯韋方程 1
1.2 平面電磁波 6
1.2.1 復矢量波動方程一一齊次矢量亥姆霍茲方程 6
1.2.2 理想介質(zhì)中的平面波解 7
1.2.3 吸收介質(zhì)中的平面波解 8
1.3 平均電磁能流密度光強 9
1.4 電磁波譜、光譜 10
習題 12
參考文獻 12
第2章 平面光波在兩介質(zhì)分界平面上的反射與透射 14
2.1 各向同性理想介質(zhì)界面的反射與透射 14
2.1.1 S波反射與透射 14
2.1.2 P波反射與透射 16
2.2 各向同性吸收介質(zhì)界面的反射與透射 18
2.2.1 S 波反射與透射 18
2.2.2 P 波反射與透射 20
2.3 非均勻介質(zhì)界面的反射與透射 21
2.3.1 幾何光學近似條件下非均勻介質(zhì)中的波傳播 21
2.3.2 任意非均勻介質(zhì)界面的反射系數(shù)方程 24
2.4 各向異性介質(zhì)界面的反射與透射 30
2.4.1 平面對稱各向異性介質(zhì)中麥克斯韋方程的分量形式 31
2.4.2 平面對稱各向異性介質(zhì)界面的反射與透射 31
2.5 反射系數(shù)和透射系數(shù)隨入射角的變化 36
2.5.1 全反射與倏逝波 36
2.5.2 全透射 37
2.5.3 反射系數(shù)、透射系數(shù)振幅和相位隨入射角變化 38
2.6 反射率和透射率 39
2.6.1 理想介質(zhì)分界面的反射率和透射率 40
2.6.2 吸收介質(zhì)分界面的反射率和透射率 41
2.6.3 空氣與金屬導體表面的反射率 43
習題 44
參考文獻 44
第3章 平面光波在平界面層狀介質(zhì)薄膜中的反射與透射 45
3.1 法向阻擾和光學有效導納的概念 45
3.2 平面分界面單層均勻介質(zhì)薄膜的反射與透射 47
3.3 平面分界面多層均勻介質(zhì)薄膜的反射與透射 53
3.3.1 平面分界面多層均勻介質(zhì)薄膜反射系數(shù)和透射系數(shù)計算的矩陣方法 53
3.3.2 多層增透膜和高反射膜的基本構成特點 55
3.4 非均勻介質(zhì)膜層的特征短陣 61
3.4.1 一階近似 62
3.4.2 二階近似 63
3.5 各向異性介質(zhì)薄膜的分層矩陣計算方法 64
3.5.1 各向異性介質(zhì)中的矩陣波動方程 64
3.5.2 各向異性介質(zhì)薄膜的矩陣波動方程 66
3.5.3 均勻各向異性介質(zhì)薄膜矩陣波動方程的解 70
3.5.4 單軸各向異性介質(zhì)薄膜的特征矩陣 72
3.5.5 非均勻各向異性介質(zhì)薄膜矩陣波動方程的數(shù)值解 74
3.5.6 單層各向異性介質(zhì)薄膜的反射與透射 75
習題 79
參考文獻 79
第4章 膜系設計圖示法 81
4.1 矢量法 81
4.2 導納圖解法 87
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 87
4.2.2 單層膜系等折射率導納圓圖和等相位導納圓圖 89
4.2.3 多層膜系等折射率導納圓圖 92
4.3 金屬膜導納圓圖 97
4.4 膜系層間電場分布 99
習題 100
參考文獻 101
第二篇 光學等膜分類反應用
第5章 增透膜 102
5.1 表面反射對光學系統(tǒng)性能的影響 102
5.2 基底介質(zhì)非相干疊加的透射率 104
5.3 透射濾光片組合透射率 106
5.4 均勻介質(zhì)增透膜 107
5.4.1 單層均勻介質(zhì)增透膜 107
5.4.2 多層均勻介質(zhì)增透膜 108
5.5 非均勻介質(zhì)增透膜 113
5.6 入射角變化對透射率的影響 115
5.7 增透膜應用實例液晶顯示增透膜 117
習題 118
參考文獻 118
第6章 高反射膜 120
6.1 反射鏡組合的反射率 120
6.2 周期多層膜系的反射率 121
6.2.1 周期多層膜系的特征矩陣 121
6.2.2 周期多層膜系的反射率和透射率 122
6.3 [HL]M類型的周期多層膜 123
6.4 (0.5L) H(0.5L)M類型的對稱周期多層膜 126
6.5 周期多層膜構成的寬帶高反射膜 128
6.6 中遠紅外區(qū)域的多層高反射膜 129
6.7 軟X 射線區(qū)域的多層高反射膜 131
6.8 金屬反射鏡 134
6.8.1 常用金屬反射鏡 134
6.8.2 金屬一介質(zhì)反射鏡 136
6.9 影響反射特性的因素 137
6.10 高反射鏡應用實例 143
6.10.1 激光高反射鏡 143
6.10.2 光刻機系統(tǒng)193NM 高反射膜 144
6.10.3 DLP/LCOS 技影薄膜寬角度高反射鏡 145
習題 146
參考文獻 146
第7章 帶通濾光片 149
7.1 帶通濾光片的特性描述 149
7.2 帶通濾光片的基本構型一一法布里一咱羅干涉儀及其變形 150
7.3 法布里一咱羅干涉儀透射率計算 151
7.3.1 單層薄膜反射與透射計算的有效界面法 151
7.3.2 膜系透射定理 153
7.3.3 法布里一躪羅干涉儀的透射率計算 155
7.3.4 法布里礎羅干涉儀透射特性分析 156
7.3.5 特殊帶通濾光片信噪比的計算 164
7.4 窄帶和中等帶寬濾光片 164
7.4.1 法布里踴羅干涉濾光片 164
7.4.2 窄帶平頂多腔帶通濾光片 172
7.4.3 誘導帶通濾光片 174
7.5 超窄帶帶通濾光片 183
7.6 寬帶帶通濾光片 185
7.7 帶通濾光片的角特性 186
7.8 極遠紫外及軟X 射線區(qū)域帶通濾光片 190
7.9 多通道窄帶帶通濾光片 192
習題 193
參考文獻 193
第8章 截止濾光片 196
8.1 截止濾光片的特性描述 196
8.2 吸收型截止濾光片 197
8.3 干涉型截止濾光片 198
8.3.1 1/4波長周期膜系的透射特性 198
8.3.2 周期對稱膜系的光學等效導納和等效相位 199
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 201
8.3.4 [(0.5H)L(0.5H)JM 和[(0.5L) H(0.5L)]M類型周期對稱膜系的透射率 203
8.3.5 透射帶內(nèi)波紋的壓縮 208
8.3.6 截止帶的展寬 210
8.3.7 透射帶的展寬和壓縮 212
8.4 金屬介質(zhì)膜截止濾光片 218
8.5 熱反射鏡、冷反射鏡和太陽能電池覆蓋膜 218
習題 221
參考文獻 221
第9章 帶阻濾光片 223
9.1 帶阻濾光片的特性描述 223
9.2 周期對稱膜系構成的帶阻濾光片 223
9.2.1 單個周期對稱膜層的等效導納和等效相位 224
9.2.2 多層膜透射率的不變特性 224
9.2.3 周期對稱多層膜通帶內(nèi)波紋的壓縮 227
9.2.4 四種介質(zhì)周期對稱膜系構成的帶阻濾光片 230
9.3 非周期對稱多層膜構成的帶阻濾光片 231
9.4 正弦周期折射率帶阻濾光片 232
9.4.1 正弦周期折射率帶阻濾光片的基本構成特點 233
9.4.2 正弦周期折射率帶阻濾光片設計的傅里葉變換方法 234
習題 241
參考文獻 241
第10章 分光鏡 243
10.1 中性分光鏡 243
10.1.1 金屬膜中性分光 244
10.1.2 介質(zhì)膜中性分光 245
10.1.3 金屬介質(zhì)膜中性分光 247
10.2 雙色分光鏡 249
10.3 偏振分光 254
10.3.1 偏振特性的描述 254
10.3.2 平板偏振分光鏡 255
10.3.3 棱鏡偏振分光 258
10.3.4 寬角寬帶偏振分光 259
10.4 消偏振分光 262
10.4.1 偏振分離的描述 263
10.4.2 介質(zhì)膜消偏振分光設計實例 267
10.4.3 金屬一介質(zhì)膜消偏振分光設計實例 271
10.4.4 其他消偏振分光設計方法 273
10.5 分光中的消色差問題 280
習題 281
參考文獻 282
第二篇 薄膜扶術基礎
第11章 薄膜制備技術 283
11.1 真空技術簡介 283
11.1.1 真空的基本知識 283
11.1.2 真空的獲得 284
11.1.3 真空的測量 286
11.2 薄膜制備方法物理氣相沉積 289
11.2.1 蒸鍍法 289
11.2.2 濺射法 300
11.3 薄膜制備方法化學氣相沉積 306
11.3.1 化學氣相沉積的原理 307
11.3.2 常壓化學氣相沉積 308
11.3.3 低壓化學氣相沉積 308
11.3.4 等離子體增強化學氣相沉積 309
11.3.5 光化學氣相沉積 310
11.3.6 金屬有機化學氣相沉積 311
11.3.7 原子層沉積 312
11.4 薄膜制備方法——液相沉積 313
11.4.1 化學鍍 313
11.4.2 陽極氧化法 314
11.4.3 溶膠一凝膠法 314
11.4.4 電鍍 315
11.4.5 LB 膜制備技術 315
11.5 光刻蝕 316
11.5.1 光刻工藝 316
11.5.2 光刻膠 317
11.5.3 掩模 318
11.5.4 曝光 318
11.5.5 刻蝕方法 318
11.5.6 無掩？涛g 321
11.5.7 刻蝕圖形及折射率 323
習題 323
參考文獻 324
第12章 光學薄膜檢測技術 326
12.1 光譜分析技術基礎 326
12.1.1 光度計和光譜儀的基本構成 326
12.1.2 紫外—可見光分光光度計和傅里葉變換紅外光譜儀 330
12.2 薄膜透射率和反射率測量 333
12.2.1 透射率測量 333
12.2.2 反射率測量 334
12.3 薄膜吸收和散射測量 338
12.3.1 吸收測量 338
12.3.2 散射測量 342
12.3.3 薄膜表面輪廓及粗糙度測量 344
12.4 光學薄膜常數(shù)測量 347
12.4.1 光度法 348
12.4.2 全反射衰減法 354
12.4.3 橢圓偏振法 357
12.5 光學薄膜激光損傷闊值檢測 358
12.5.1 光學薄膜激光損傷機理 359
12.5.2 影響光學薄膜激光損傷闊值的因素 360
12.5.3 激光損傷閡值測量方法 362
12.5.4 提高光學薄膜損傷閡值的途徑 366
12.6 薄膜微結構和化學成分檢測 368
12.6.1 薄膜微結構 368
12.6.2 薄膜微結構檢測 371
12.6.3 雕塑薄膜 372
12.6.4 薄膜化學成分檢測 373
12.7 薄膜非光學特性測量 375
12.7.1 薄膜應力測量 375
12.7.2 薄膜附著力測量 383
12.7.3 薄膜硬度測量 388
12.7.4 薄膜密度和堆積密度測量 391
12.7.5 薄膜恒溫、恒濕和液體侵蝕環(huán)境特性檢測 394
習題 394
參考文獻 395
第13章 光學薄膜材料 399
13.1 薄膜結晶形態(tài)幾何描述 399
13.1.1 晶體結構的基本概念 399
13.1.2 晶體中的缺陷 402
13.1.3 單晶、多晶和非晶薄膜 405
13.2 金屬薄膜 406
13.2.1 銀膜(AG) 406
13.2.2 鋁膜(AL) 408
13.2.3 金膜(AU) 413
13.2.4 鉛膜(CR) 416
13.2.5 鉛膜(PT) 417
13.3 半導體薄膜 418
13.3.1 錯薄膜(GE) 418
13.3.2 硅薄膜(SI) 423
13.3.3 氧化錮薄膜(IN2O3)427
13.3.4 氧化鑄薄膜(ZNO) 429
13.3.5 硫化鑄薄膜(ZNS) 433
13.3.6 二氧化錫薄膜(SN02) 436
13.4 介質(zhì)薄膜 440
13.4.1 氟化續(xù)薄膜(MGF2) 440
13.4.2 氧化鋁薄膜(AL2O3) 441
13.4.3 氧化鉛薄膜(PBO) 444
13.4.4 二氧化硅薄膜(SI02) 447
13.4.5 氧化鈕薄膜(TA2O5) 448
13.5 毒性薄膜材料 450
習題 450
參考文獻 451
附錄A 元素周期表 453
附錄B 光學薄膜材料有用光譜范圍 454
附錄C 常見薄膜材料參數(shù) 455

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