光学薄膜技术（第3版）

本书系统地介绍薄膜光学的基本理论和器件设计的基本方法，适当地介绍一些新设计方法、新器件设计、新工艺技术。 全书共7章，主要内容包括：薄膜光学基础，器件设计方法，薄膜制造基本方法，高质量光学薄膜器件的工艺方法，光学薄膜材料，光学薄膜特性测试，功能薄膜及其应用。

卢进军，西安工业大学光电学院教授，从事光学领域的教学、科研工作，主编教材《光学薄膜技术》。

第1章薄膜光学特性计算基础
11引言
12单一界面的反射率和透射率
13单层介质膜的反射率
131单层介质膜与基底组合的等效光学导纳
132单层介质膜的光学特性
14多层介质膜的反射率和透射率
15金属薄膜的光学特性
16光学零件的反射率和透射率
17光学薄膜的色度表征与计算
171光学薄膜的透、反射率光谱与颜色
172CIE1931标准色度系统简介
173薄膜颜色的色度学表征
思考题与习题
第2章介质膜系及其应用
21减反射膜
211单层减反射膜
212双层减反射膜
213多层减反射膜
214高折射率基底的减反射膜
215含吸收层的防眩光减反射膜
22高反射膜
221周期性多层膜堆的反射率
222（LH）S周期性多层膜堆的高反射带
223高反射带的展宽
224倾斜入射时的高反射带
225金属反射膜
23中性分束膜
231介质中性分光镜
232偏振中性分束棱镜
233金属中性分光镜
24截止滤光片
241多层膜堆的通带透射率
242通带波纹的压缩
243通带的展宽和压缩
244截止波长和截止带中心的透射率
245截止滤光片倾斜使用时的偏振效应
246截止滤光片的应用
25带通滤光片
251法布里-珀罗滤光片特性
252全介质法布里-珀罗滤光片
253诱导透射滤光片
254法布里-珀罗滤光片的最新应用
255宽带通滤光片
26偏振分束膜
261胶合棱镜介质偏振分光膜
262平板介质偏振分光镜
263金属栅偏振分光镜
27消偏振膜系
271单波长消偏振
272受抑全反射宽波段消偏振分光镜
273金属-介质组合膜堆宽波段消偏振
274消偏振截止滤光片
思考题与习题
第3章光学薄膜制造技术
31光学真空镀膜机
32真空与物理气相沉积
33真空获得与检测
331真空泵
332低温冷凝泵
333PVD使用的高真空系统
334真空度的检测
34热蒸发
35溅射
351辉光放电溅射
352磁控溅射
353离子束溅射
354离子、靶材与溅射率
36离子镀
37离子辅助镀
38等离子体增强化学气相沉积
381PECVD过程的动力学
382PECVD装置
思考题与习题
第4章光学薄膜制造工艺
41光学薄膜器件的质量要素
42影响膜层质量的工艺要素
421影响薄膜器件质量的工艺要素及作用机理
422提高膜层机械强度的工艺途径
423控制膜层折射率的主要工艺途径
424获得致密膜层的方法
43获得精确厚度的方法
431目视法
432极值法
433光电定值法
434任意膜厚的单波长监控
435石英晶振法
436宽光谱膜厚监控
44获得均匀膜层的方法
441影响膜层厚度均匀性的因素
442获得均匀膜层厚度的途径
思考题与习题
第5章薄膜材料及其性质
51薄膜的微观结构与性质
511薄膜结构的材料学基础
512薄膜的光学性质
513薄膜的力学性质
52常用光学薄膜材料
521金属薄膜
522介质薄膜
523特殊材料
思考题与习题
第6章光学薄膜特性测试与分析
61光学薄膜特性的检测标准
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
612国标（JB/T 8226—1999）中规定的光学零件镀膜检测项目
613国标（JB/T 8226—1999）中规定的光学零件镀膜试验方法
614国标（JB/T 8226—1999）中规定的光学零件镀膜检验规则
62薄膜透射率、反射率的测量
621光谱仪的基本原理
622薄膜透射率的测量
623薄膜反射率的测量
63薄膜光学常数和厚度的测量
631光度法确定薄膜的光学常数
632椭圆偏振法确定薄膜的光学常数
633薄膜厚度的测量
64薄膜吸收和散射的测量
641薄膜吸收损耗的测量
642薄膜散射损耗的测量
65薄膜激光损伤阈值的测量
651薄膜激光损伤的机理分析
652薄膜激光损伤阈值的测量标准及方法
653薄膜抗激光损伤阈值测量中应注意的几个问题
66薄膜非光学特性的检测
661薄膜附着力的测量
662薄膜应力的测量
663薄膜的环境试验
664薄膜结构和化学成分检测
思考题与习题
第7章功能薄膜及其应用
71透明导电薄膜
711透明导电薄膜的分类
712透明导电薄膜的基本特性
713透明导电氧化物薄膜的制备
714透明导电氧化物薄膜的特性测试
715透明导电氧化物薄膜的应用
72太阳能薄膜
721太阳能光热转换薄膜
722太阳能光电转换薄膜
73超硬薄膜材料
731金刚石薄膜
732类金刚石（DLC）薄膜
733立方氮化硼薄膜
734CNx薄膜
735其他硬质薄膜
74相位膜
741屋脊棱镜的偏振像差
742矫正偏振像差的相位膜
743屋脊棱镜偏振像差的表征与检测
思考题与习题
附录A常见薄膜材料参数
参考文献

第3版前言
本教材第1、2版分别于2005年、2011年出版，期间得到国内不少高等学校的关注和使用，教学效果良好。在授课教师、读者与作者、出版社的沟通交流中，大家对本书提出了很多建设性的意见和建议。在此对每一位关心和使用本书的老师和读者表示衷心的感谢。
回首“适应发展需要，扩展知识范围，增加知识深度，拓宽学生视野，提升学生能力”的编写初心，回顾前两版内容扩充后的社会反响和教学实践体会，再加上本次修改，本教材已经具有以下功能：既能为初学者提供入门学习所需的基本理论和常见器件的设计、制造方法，又能为从事薄膜技术工作的技术人员提供常用基础技术资料，还适当介绍行业新技术、应用新领域，以拓展读者的视野。
本书具有以下特点。
1 重视基础理论。精缩薄膜光学理论中最基础、最流行的导纳矩阵法的电磁场理论基础，清晰详细地给出薄膜光学性能计算公式的推导逻辑，为后续章节奠定计算基础，是第1章的突出特色。第2章的光学薄膜器件应用实例，基本涵盖了目前常见的所有光学薄膜器件种类及其性能分析计算方法。但内容太多，不可能全部作为课堂教学内容，教学中应根据专业需要、行业发展现状和趋势进行筛选，突出膜系结构与特性的形成机理，重点介绍光学特性分析方法。
2 精心制造技术。光学薄膜技术是光学薄膜器件的设计制造技术，现实工作中，制造工艺对于实现设计性能、满足应用要求，显得更为重要。本书涉及制造技术的内容更是多达四章之多。第3章简明介绍了光学薄膜制造方法，第4章介绍了光学薄膜器件从设计到制造的基本工作程序和工作内容，结合新技术的发展，重点对提高膜层聚集密度的工艺途径和新技术做了较为详尽的介绍。希望这部分内容对工程领域的同行从业者有所帮助。
3 健全应知应会。光学薄膜技术是一个专业化程度要求比较高的工作。一个合格的从业者，需要具有比较宽广的知识基础。第5章的薄膜材料，除了介绍材料的光学特性，还增添了一些膜层光学、机械特性与微观结构、微观结构与成膜工艺条件之间关系的分析，力图使读者在选择和使用薄膜材料时，对于其膜层特性有更深层次的认识，对器件性能有更加可靠的分析和判断。第6章详细介绍了最新光学零件镀膜国家标准（JB/T 8226-1999），并用较大篇幅介绍了国标要求检测的薄膜特性的检测方法。在这些方法中，既有常用的方法，也有最新的高精度测量方法。
4 拓展应用领域。第7章集中介绍了应用面迅速扩大的透明导电膜、太阳能薄膜和超硬薄膜。这三类薄膜的发展，对光学薄膜行业的影响意义深远，无论是对光学薄膜性能的提升、还是对光学薄膜行业的发展壮大，其影响都是积极和振奋人心的。
5 关注行业发展。伴随着信息技术的迅猛发展，光学薄膜技术的应用领域不断扩大，技术内涵更加多样化，新应用不断涌现，新技术层出不穷。充实教材内容，适应行业发展，是专业课教材必须承担的社会责任。结合作者自身的科研工作实际，这次的第3版新增两部分内容。第1章新增光学薄膜的色度表征与计算，希望这部分内容成为应对跨行业沟通所必须的知识基础，有助于读者正确理解技术合同、文件、图纸中的色度指标，能够顺利开展相应膜系的设计和色度学性能指标的测试。第7章增加相位膜及其在偏振像差矫正中的应用。相位膜自身所涉及的知识基础是光学薄膜理论已经具有的。偏振像差的概念和理论却是全新的，是未来光学领域必然要深入研究和发展的方向。作为配套偏振像差矫正的新的光学薄膜种类，相位膜必将得到发展和深究。本节内容主要是根据作者自己近几年在偏振像差和相位膜方面的科研成果、研究论文整理编写而成的。包括屋脊棱镜偏振像差的形成机理，偏振像差矫正用相位膜的设计依据，屋脊棱镜偏振像差的表征与检测方法。这些内容被安排在功能薄膜及其应用一章，主要原因是作者还没有对相位膜的特性和设计建立完整系统的理论框架。希望以后有机会完善相位膜的理论框架，早日将相位膜汇入理论体系相对完整的介质膜系及其应用一章。
本书适用于本科教学的基本学时数应不少于32学时，最好是40学时。
本书第1版由卢进军、刘卫国编著，第2版由卢进军、刘卫国、潘永强编著，第3版新增部分由卢进军和陈国强共同撰写。
感谢西安工业大学教务处教材科多年以来对本书编写、出版、使用等所给予的支持和帮助。
虽然我们已经做出了努力，但是由于水平有限，错误和不足还请读者批评指正。衷心希望能够得到广大读者对本书一如既往的关心，希望有更多的读者与我们保持联系，随时多提宝贵意见和建议。我们深深感到：读者的意见和建议是我们不断进步的动力和营养源泉。
欢迎致信495067253@qqcom，我们仍然期待着您的惠顾和指教。

编著者