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第1章 薄膜光学特性计算基础1

1.1引言1

1.2单一界面的反射率和透射率1

1.3单层介质膜的反射率4

1.3.1单层介质膜与基底组合的等效光学导纳4

1.3.2单层介质膜的光学特性6

1.4多层介质膜的反射率和透射率8

1.5金属薄膜的光学特性9

1.6光学零件的反射率和透射率10

思考题与习题12

第2章 介质膜系及其应用13

2.1减反射膜13

2.1.1单层减反射膜13

2.1.2双层减反射膜13

2.1.3多层减反射膜14

2.1.4高折射率基底的减反射膜19

2.1.5含吸收层的防眩光减反射膜19

2.2高反射膜21

2.2.1周期性多层膜堆的反射率22

2.2.2 （LH）s周期性多层膜堆的高反射带22

2.2.3高反射带的展宽24

2.2.4倾斜入射时的高反射带24

2.2.5金属反射膜25

2.3中性分束膜26

2.3.1介质中性分光镜26

2.3.2偏振中性分束棱镜28

2.3.3金属中性分光镜28

2.4截止滤光片29

2.4.1多层膜堆的通带透射率30

2.4.2通带波纹的压缩34

2.4.3通带的展宽和压缩35

2.4.4截止波长和截止带中心的透射率38

2.4.5截止滤光片倾斜使用时的偏振效应41

2.4.6截止滤光片的应用43

2.5带通滤光片48

2.5.1法布里-珀罗滤光片的特性49

2.5.2全介质法布里-珀罗滤光片52

2.5.3诱导透射滤光片59

2.5.4法布里-珀罗滤光片的最新应用65

2.5.5宽带通滤光片68

2.6偏振分束膜69

2.6.1胶合棱镜介质偏振分光膜69

2.6.2平板介质偏振分光镜70

2.6.3金属栅偏振分光镜71

2.7消偏振膜系73

2.7.1单波长消偏振73

2.7.2受抑全反射宽波段消偏振分光镜75

2.7.3金属-介质组合膜堆宽波段消偏振76

2.7.4消偏振截止滤光片78

思考题与习题81

第3章 光学薄膜制造技术82

3.1光学真空镀膜机82

3.2真空与物理气相沉积84

3.3真空获得与检测85

3.3.1真空泵85

3.3.2低温冷凝泵88

3.3.3 PVD使用的高真空系统89

3.3.4真空度的检测89

3.4热蒸发92

3.5溅射94

3.5.1辉光放电溅射94

3.5.2磁控溅射96

3.5.3离子束溅射98

3.5.4离子、靶材与溅射率98

3.6离子镀99

3.7离子辅助镀101

3.8等离子体增强化学气相沉积103

3.8.1 PECVD过程的动力学104

3.8.2 PECVD装置106

思考题与习题109

第4章 光学薄膜制造工艺110

4.1光学薄膜器件的质量要素110

4.2 影响膜层质量的工艺要素112

4.2.1影响薄膜器件质量的工艺要素及作用机理112

4.2.2提高膜层机械强度的工艺途径115

4.2.3控制膜层折射率的主要工艺途径115

4.2.4获得致密膜层的方法116

4.3获得精确厚度的方法119

4.3.1目视法119

4.3.2极值法120

4.3.3光电定值法121

4.3.4任意膜厚的单波长监控122

4.3.5石英晶振法123

4.3.6宽光谱膜厚监控124

4.4获得均匀膜层的方法127

4.4.1影响膜层厚度均匀性的因素127

4.4.2获得均匀厚度膜层的途径128

思考题与习题129

第5章 薄膜材料及其性质130

5.1薄膜的微观结构与性质130

5.1.1薄膜结构的材料学基础130

5.1.2薄膜的光学性质139

5.1.3薄膜的力学性质142

5.2常用光学薄膜材料146

5.2.1金属薄膜146

5.2.2介质薄膜147

5.2.3特殊材料149

思考题与习题151

第6章 光学薄膜特性测试与分析152

6.1光学薄膜特性的检测标准152

6.1.1国标（JB/T 6179—92）中规定的光学零件镀膜的分类、符号及标注152

6.1.2国标（JB/T 8226—1999）中规定的光学零件镀膜检测项目152

6.1.3国标（JB/T 8226—1999）中规定的光学零件镀膜试验方法155

6.1.4国标（JB/T 8226—1999）中规定的光学零件镀膜检验规则156

6.2薄膜透射率、反射率的测量156

6.2.1光谱仪的基本原理156

6.2.2薄膜透射率的测量158

6.2.3薄膜反射率的测量160

6.3薄膜光学常数和厚度的测量163

6.3.1光度法确定薄膜的光学常数163

6.3.2椭圆偏振法确定薄膜的光学常数170

6.3.3薄膜厚度的测量173

6.4薄膜吸收和散射的测量176

6.4.1薄膜吸收损耗的测量176

6.4.2薄膜散射损耗的测量178

6.5薄膜激光损伤阈值的测量181

6.5.1薄膜激光损伤的机理分析182

6.5.2薄膜激光损伤阈值的测量标准及方法183

6.5.3薄膜抗激光损伤阈值测量中应注意的几个问题184

6.6薄膜非光学特性的检测186

6.6.1薄膜附着力的测量186

6.6.2薄膜应力的测量188

6.6.3薄膜的环境试验190

6.6.4薄膜结构和化学成分检测190

思考题与习题193

第7章 功能薄膜及其应用195

7.1透明导电薄膜195

7.1.1透明导电薄膜的分类195

7.1.2透明导电薄膜的基本特性196

7.1.3透明导电氧化物薄膜的制备198

7.1.4透明导电氧化物薄膜的特性测试201

7.1.5透明导电氧化物薄膜的应用206

7.2太阳能薄膜207

7.2.1太阳能光热转换薄膜207

7.2.2太阳能光电转换薄膜209

7.3超硬薄膜材料213

7.3.1金刚石薄膜213

7.3.2类金刚石（DLC）薄膜216

7.3.3立方氮化硼薄膜221

7.3.4 CNx薄膜224

7.3.5其他硬质薄膜227

思考题与习题229

附录A常见薄膜材料参数230

参考文献235