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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