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薄膜光学与薄膜技术基础


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薄膜光学与薄膜技术基础
  • 书号:9787030395191
    作者:曹建章,徐平,李景镇
  • 外文书名:
  • 装帧:平装
    开本:16
  • 页数:462
    字数:700000
    语种:zh-Hans
  • 出版社:科学出版社
    出版时间:2014-01-01
  • 所属分类:O48 固体物理学 0809 电子科学与技术
  • 定价: ¥98.00元
    售价: ¥98.00元
  • 图书介质:
    纸质书

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本书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。全书共分三篇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,本书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。
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    第一篇 尊旗光学灰本理论
    第1章 薄膜光学的电磁理论基础 1
    1.1 麦克斯韦方程 1
    1.2 平面电磁波 6
    1.2.1 复矢量波动方程-齐次矢量亥姆霍兹方程 6
    1.2.2 理想介质中的平面波解 7
    1.2.3 吸收介质中的平面波解8
    1.3 平均电磁能流密度——光强 9
    1.4 电磁波谱、光谱 10
    习题 12
    参考文献 12
    第2章 平面光波在两介质分界平面上的反射与透射 14
    2.1 各向同性理想介质界面的反射与透射 14
    2.1.1 S波反射与透射 14
    2.1.2 P波反射与透射 16
    2.2 各向同性吸收介质界面的反射与透射 18
    2.2.1 S波反射与透射 18
    2.2.2 P波反射与透射 20
    2.3 非均匀介质界面的反射与透射 21
    2.3.1 几何光学近似条件下非均勻介质中的波传播 21
    2.3.2 任意非均勻介质界面的反射系数方程 24
    2.4 各向异性介质界面的反射与透射 30
    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
    2.4.2 平面对称各向异性介质界面的反射与透射 31
    2.5 反射系数和透射系数随入射角的变化 36
    2.5.1 全反射与倏逝波 36
    2.5.2 全透射 37
    2.5.3 反射系数、透射系数振幅和相位随入射角变化 38
    2.6 反射率和透射率 39
    2.6.1 理想介质分界面的反射率和透射率 40
    2.6.2 吸收介质分界面的反射率和透射率 41
    2.6.3 空气与金属导体表面的反射率 43
    习题 44
    参考文献 44
    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
    3.1 法向阻抗和光学有效导纳的概念 45
    3.2 平面分界面单层均匀介质薄膜的
    反射与透射 47
    3.3 平面分界面多层均匀介质薄膜的反身寸与透身寸 53
    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
    3.3.2 多层增透膜和高反射膜的基本构成特点 55
    3.4 非均匀介质膜层的特征矩阵 61
    3.4.1 一阶近似 62
    3.4.2 二阶近似 63
    3.5 各向异性介质薄膜的分层矩阵计算方法 64
    3.5.1 各向异性介质中的矩阵波动方程 64
    3.5.2 各向异性介质薄膜的矩阵波动方程 66
    3.5.3 均匀各向异性介质薄膜矩阵波动方程的解 70
    3.5.4 单轴各向异性介质薄膜的特征矩阵 72
    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
    3.5.6 单层各向异性介质薄膜的反射与透射 75
    习题 79
    参考文献 79
    第4章 膜系设计图示法 81
    4.1 矢量法 81
    4.2 导纳图解法 87
    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
    4.2.2 单层膜系等折射率导纳圆图和等相位导纳圆图 89
    4.2.3 多层膜系等折射率导纳圆图 92
    4.3 金属膜导纳圆图 97
    4.4 膜系层间电场分布 99
    习题 100
    参考文献 101
    第二篇 光学尊應分类及启用
    第5章 增透膜 102
    5.1 表面反射对光学系统性能的影响 102
    5.2 基底介质非相干叠加的透射率 104
    5.3 透射滤光片组合透射率 106
    5.4 均匀介质增透膜 107
    5.4.1 单层均匀介质增透膜 107
    5.4.2 多层均匀介质增透膜 108
    5.5 非均匀介质增透膜 113
    5.6 入射角变化对透射率的影响 115
    5.7 增透膜应用实例——液晶显示增透膜 117
    习题 118
    参考文献 118
    第6章 高反射膜 120
    6.1 反射镜组合的反射率 120
    6.2 周期多层膜系的反射率 121
    6.2.1 周期多层膜系的特征矩阵 121
    6.2.2 周期多层膜系的反射率和透射率 122
    6.3 [HL]W类型的周期多层膜 123
    6.4 |(0.5L)H(0.5L) |m类型的对称周期多层膜 126
    6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 128
    6.6 中远红外区域的多层高反射膜 129
    6.7 软X射线区域的多层高反射膜 131
    6.8 金属反射镜 134
    6.8.1 常用金属反射镜 134
    6.8.2 金属-介质反射镜 136
    6.9 影响反射特性的因素 137
    6.10 髙反射镜应用实例 143
    6.10.1 激光高反射镜 143
    6.10.2 光刻机系统193nm高反射膜 144
    6.10.3 DLP/LCoS投影薄膜——宽角度高反射镜 145
    习题 146
    参考文献 146
    第7章 带通滤光片 149
    7.1 带通滤光片的特性描述 149
    7.2 带通滤光片的基本构型——法布里-珀罗干涉仪及其变形 150
    7.3 法布里-珀罗干涉仪透射率计算 151
    7.3.1 单层薄膜反射与透射计算的有效界面法 151
    7.3.2 膜系透射定理 153
    7.3.3 法布里-珀罗干涉仪的透射率计算 155
    7.3.4 法布里-珀罗干涉仪透射特性分析 156
    7.3.5 特殊带通滤光片信噪比的计算 164
    7.4 窄带和中等带宽滤光片 164
    7.4.1 法布里-珀罗干涉滤光片 164
    7.4.2 窄带平顶多腔带通滤光片 172
    7.4.3 诱导带通滤光片 174
    7.5 超窄带带通滤光片 183
    7.6 宽带带通滤光片 185
    7.7 带通滤光片的角特性 186
    7.8 极远紫外及软X射线区域带通滤光片 190
    7.9 多通道窄带带通滤光片 192
    习题 193
    参考文献 193
    第8章 截止滤光片 196
    8.1 截止滤光片的特性描述 196
    8.2 吸收型截止滤光片 197
    8.3 干涉型截止滤光片 198
    8.3.1 1/4波长周期膜系的透射特性 198
    8.3.2周期对称膜系的光学等效导纳和等效相位 199
    8.3.3 [(0.5H)L(0.5H)]和[(O·5L)H(0.5L)]类型对称膜系的光学等效导纳和等效相位 201
    8.3.4 [(0.5H)L(0.5H)]OT和[(0.5L)H(0.5L)]OT类型周期对称膜系的透射率 203
    8.3.5 透射带内波纹的压缩 208
    8.3.6 截止带的展宽 210
    8.3.7 透射带的展宽和压缩 212
    8.4 金属-介质膜截止滤光片 218
    8.5 热反射镜、冷反射镜和太阳能电池覆盖膜 218
    习题 221
    参考文献 221
    第9章 带阻滤光片 223
    9.1 带阻滤光片的特性描述 223
    9.2 周期对称膜系构成的带阻滤光片 223
    9.2.1 单个周期对称膜层的等效导纳和等效相位 224
    9.2.2 多层膜透射率的不变特性 224
    9.2.3 周期对称多层膜通带内波纹的压缩 227
    9.2.4 四种介质周期对称膜系构成的带阻滤光片 230
    9.3 非周期对称多层膜构成的带阻滤光片 231
    9.4 正弦周期折射率带阻滤光片 232
    9.4.1 正弦周期折射率带阻滤光片的基本构成特点 233
    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
    习题 241
    参考文献 241
    第10章 分光镜 243
    10.1 中性分光镜 243
    10.1.1 金属膜中性分光 244
    10.1.2 介质膜中性分光 245
    10.1.3 金属-介质膜中性分光 247
    10.2 双色分光镜 249
    10.3 偏振分光 254
    10.3.1 偏振特性的描述 254
    10.3.2 平板偏振分光镜 255
    10.3.3 棱镜偏振分光 258
    10.3.4 宽角宽带偏振分光 259
    10.4 消偏振分光 262
    10.4.1 偏振分离的描述 263
    10.4.2 介质膜消偏振分光设计实例 267
    10.4.3 金属-介质膜消偏振分光设计实例 271
    10.4.4 其他消偏振分光设计方法 273
    10.5 分光中的消色差问题 280
    习题 281
    参考文献 282
    第三篇尊旗技术灰石出
    第11章 薄膜制备技术 283
    11.1 真空技术简介 283
    11.1.1 真空的基本知识 283
    11.1.2 真空的获得 284
    11.1.3 真空的测量 286
    11.2 薄膜制备方法——物理气相沉积 289
    11.2.1 蒸镀法 289
    11.2.2 溅射法 300
    11.3 薄膜制备方法——化学气相沉积 306
    11.3.1 化学气相沉积的原理 307
    11.3.2 常压化学气相沉积 308
    11.3.3 低压化学气相沉积 308
    11.3.4 等离子体增强化学气相沉积 309
    11.3.5 光化学气相沉积 310
    11.3.6 金属有机化学气相沉积 311
    10.3.7 原子层沉积 312
    11.4 薄膜制备方法——液相沉积 313
    11.4.1 化学镀 313
    11.4.2 阳极氧化法 314
    11.4.3 溶胶-凝胶法 314
    11.4.4 电镀 315
    11.4.5 LB膜制备技术 315
    11.5 光刻蚀 316
    11.5.1 光刻工艺 316
    11.5.2 光刻胶 317
    11.5.3 掩模 318
    11.5.4 曝光 318
    11.5.5 刻蚀方法 318
    11.5.6 无掩模刻蚀 321
    11.5.7 刻蚀图形及折射率 323
    习题 323
    参考文献 324
    第12章 光学薄膜检测技术 326
    12.1 光谱分析技术基础 326
    12.1.1 光度计和光谱仪的基本构成 326
    12.1.2 紫外-可见光分光光度计和傅里叶变换红外光谱仪 330
    12.2 薄膜透射率和反射率测量 333
    12.2.1 透射率测量 333
    12.2.2 反射率测量 334
    12.3 薄膜吸收和散射测量 338
    12.3.1 吸收测量 338
    12.3.2 散射测量 342
    12.3.3 薄膜表面轮廓及粗糙度测量 344
    12.4 光学薄膜常数测量 347
    12.4.1 光度法 348
    12.4.2 全反射衰减法 354
    12.4.3 椭圆偏振法 357
    12.5 光学薄膜激光损伤阈值检测 358
    12.5.1 光学薄膜激光损伤机理 359
    12.5.2 影响光学薄膜激光损伤阈值的因素 360
    12.5.3 激光损伤阈值测量方法 362
    12.5.4 提高光学薄膜损伤阈值的途径 366
    12.6 薄膜微结构和化学成分检测 368
    12.6.1 薄膜微结构 368
    12.6.2 薄膜微结构检测 371
    12.6.3 雕塑薄膜 372
    12.6.4 薄膜化学成分检测 373
    12.7 薄膜非光学特性测量 375
    12.7.1 薄膜应力测量 375
    12.7.2 薄膜附着力测量 383
    12.7.3 薄膜硬度测量 388
    12.7.4 薄膜密度和堆积密度测量 391
    12.7.5 薄膜恒温、恒湿和液体侵蚀环境特性检测 394
    习题 394
    参考文献 395
    第13章 光学薄膜材料 399
    13.1 薄膜结晶形态几何描述 399
    13.1.1 晶体结构的基本概念 399
    13.1.2 晶体中的缺陷 402
    13.1.3 单晶、多晶和非晶薄膜 405
    13.2 金属薄膜 406
    13.2.1 银膜(Ag) 406
    13.2.2 铝膜(A1) 408
    13.2.3 金膜(Au) 413
    13.2.4 铬膜(Cr) 416
    13.2.5 铂膜(Pt) 417
    13.3 半导体薄膜 418
    13.3.1 锗薄膜(Ge) 418
    13.3.2 硅薄膜(Si) 423
    13.3.3 氧化铟薄膜(ln203) 427
    13.3.4 氧化锌薄膜(ZnO) 429
    13.3.5 硫化锌薄膜(ZnS) 433
    13.3.6 二氧化锡薄膜(Sn02) 436
    13.4 介质薄膜 440
    13.4.1 氟化镁薄膜(MgF2) 440
    13.4.2 氧化铝薄膜(A1203) 441
    13.4.3 氧化铅薄膜(PbO) 444
    13.4.4 二氧化硅薄膜(Si02) 447
    13.4.5 氧化钽薄膜(Ta205) 448
    13.5 毒性薄膜材料 450
    习题 450
    参考文献 451
    附录A 元素周期表 453
    附录B 光学薄膜材料有用光谱范围 454
    附录C 常见薄膜材料参数 455
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