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第1章 光学薄膜原理1

1.1 光学薄膜中的电动力学1

1.1.1 电磁波1

1.1.2 线性光学常数3

1.1.3 光学导纳5

1.2 特征矩阵法计算薄膜光学特性5

1.2.1 定义6

1.2.2 从电磁理论推导斯涅耳公式7

1.2.3 逐步探讨薄膜系统的光学特性11

1.3 光学薄膜的种类18

1.4 光学薄膜设计20

1.4.1 矢量作图法21

1.4.2 导纳轨迹法22

1.5 常用介质膜系的导纳轨迹法设计28

1.5.1 减反膜28

1.5.2 可见光区和近红外区双波段减反膜34

1.5.3 高反膜36

1.6 介质膜内的电场分布36

参考文献39

第2章 胶体中的物理化学40

2.1 胶体稳定性的双电层理论40

2.1.1 双电层理论发展历程的简要介绍40

2.1.2 粒子间的范德华力势能45

2.1.3 粒子间的静电斥力势能46

2.1.4 斥力势能与引力势能的叠加47

2.1.5 Schulze-Hardy规则的DLVO理论解释48

2.1.6 高分子聚合物对胶体稳定性的影响49

2.2 胶体中的热力学53

2.3 小角X射线散射技术在胶体结构解析中的应用55

2.3.1 小角X射线散射技术基本原理55

2.3.2 小角X射线散射技术实验方法60

2.3.3 小角X射线散射技术在胶体结构解析中的应用63

2.4 动态光散射技术在胶体结构解析中的应用63

2.4.1 动态光散射技术测试原理64

2.4.2 动态光散射技术实验方法66

2.4.3 动态光散射技术在胶体结构解析中的应用67

参考文献68

第3章 溶胶中的化学反应70

3.1 硅醇盐的水解缩聚动力学70

3.1.1 溶胶-凝胶过程的基本反应70

3.1.2 反应动力学研究73

3.2 锆醇盐的水解-缩聚动力学79

3.2.1 乙酸（HAc）作用下Zr（OPr）4的水解-缩聚过程80

3.2.2 一缩二乙二醇（DEG）作用下Zr（OPr）4的水解-缩聚过程85

3.2.3 二乙醇胺（DEA）作用下Zr（OPr）4的水解-缩聚过程88

3.3 钛醇盐的水解缩聚动力学92

3.3.1 TiO2纳米晶溶胶的制备工艺和影响因素92

3.3.2 纳米晶溶胶形成机理推测95

3.4 非水体系溶胶反应机理96

3.4.1 乙酸为原料制备锐钛矿TiO296

3.4.2 反应因素对TiO2非水体系合成的影响99

3.4.3 非水体系形成TiO2的反应机理104

3.4.4 反应机理的验证实验108

3.5 溶胶颗粒生长过程的计算机模拟110

3.5.1 溶胶颗粒生长与分形110

3.5.2 分形维数及其物理意义111

3.5.3 分形结构的非线性形成112

3.5.4 溶胶粒子的动力学生长模型113

3.6 溶胶的流变性115

参考文献118

第4章 溶胶-凝胶的界面结构122

4.1 SAXS技术研究溶胶-凝胶界面现象的基础理论122

4.1.1 准两相体系的散射122

4.1.2 偏离校正126

4.1.3 界面层计算127

4.2 凝胶中的分形结构130

4.2.1 凝胶体系的两种分形结构130

4.2.2 甲基改性氧化硅凝胶的双分形结构130

4.3 凝胶中的孔结构134

4.3.1 凝胶中孔结构模型134

4.3.2 凝胶中孔结构形成的一般过程135

4.3.3 改性氧化硅凝胶的孔结构分析136

4.4 有机杂化凝胶中的电子密度波动143

4.4.1 凝胶中电子密度波动的基本分析理论143

4.4.2 SiO2-PVA杂化凝胶的SAXS分析145

4.4.3 数据处理方法的修正147

4.5 热处理过程中凝胶结构演变148

4.5.1 凝胶物质结构的变化148

4.5.2 凝胶微观结构的变化149

参考文献151

第5章 薄膜表征155

5.1 溶胶-凝胶法制备光学薄膜的镀膜技术155

5.2 薄膜光学常数的光谱分析法157

5.2.1 常用色散模型157

5.2.2 紫外-可见光谱159

5.2.3 椭圆偏振光谱161

5.3 掠入射小角X射线散射谱161

5.4 X射线反射谱163

5.5 掠入射X射线衍射167

5.6 薄膜透气性测试方法168

5.7 薄膜表面多重分形谱169

参考文献171

第6章 减反膜174

6.1 减反膜材料174

6.2 三波长减反膜176

6.2.1 氧化硅基三波长减反膜177

6.2.2 氟化镁基三波长减反膜178

6.3 宽谱带减反膜180

6.4 疏水减反膜187

6.5 防污染减反膜189

6.6 耐摩擦减反膜191

参考文献193

第7章 高反膜198

7.1 激光高反膜应用概述198

7.2 多层介质高反膜的光学特性和散射损耗198

7.3 TiO2/SiO2体系高反膜201

7.4 ZrO2/SiO2体系高反膜203

7.5 偏振分光膜206

参考文献208

第8章 防潮保护薄膜210

8.1 防潮保护薄膜应用概述210

8.2 防潮作用原理210

8.3 聚合物防潮保护薄膜213

8.3.1 聚对二甲苯防潮保护薄膜213

8.3.2 全氟碳聚合物防潮保护薄膜214

8.4 SiO2基防潮保护薄膜216

8.5 有机桥连聚倍半硅氧烷防潮保护薄膜217

8.5.1 有机桥连聚倍半硅氧烷制备方法218

8.5.2 二异氰酸酯桥连聚倍半硅氧烷薄膜221

8.5.3 环氧-胺基桥连聚倍半硅氧烷薄膜226

8.6 有机桥连聚硅氧烷防潮保护薄膜238

8.6.1 硅氢加成反应238

8.6.2 薄膜材料的性能239

参考文献245

第9章 溶胶-凝胶光学薄膜的激光损伤251

9.1 光学介质薄膜激光损伤基本理论研究251

9.1.1 光学薄膜激光损伤基本机制251

9.1.2 影响光学薄膜激光损伤阈值的因素256

9.2 溶胶-凝胶膜层损伤形貌与综合判断260

9.2.1 损伤形貌归类260

9.2.2 不同能量密度激光作用下的损伤形貌变化261

9.2.3 皮秒强激光作用下薄膜损伤形貌262

9.3 光学膜层本体损伤及缺陷损伤过程264

9.3.1 损伤能量分布特点265

9.3.2 膜层损伤形貌267

9.4 溶胶-凝胶光学薄膜激光损伤机理269

9.4.1 激光和薄膜相互作用的热-力耦合破坏机制270

9.4.2 溶胶-凝胶薄膜与传统物理膜损伤行为的对比研究270

9.4.3 影响溶胶-凝胶光学薄膜激光损伤阈值的因素272

9.5 多重分形谱研究激光预处理效应280

9.5.1 预处理前后薄膜表面形貌的AFM图像281

9.5.2 预处理前后薄膜表面形貌的多重分形谱282

9.5.3 激光预处理前后薄膜表面结构特性与抗激光损伤性能283

9.6 光学膜层损伤的热力学过程研究285

9.6.1 弱吸收及膜层动态热力学响应实验测试285

9.6.2 理论分析289

9.7 溶胶-凝胶光学薄膜在紫外激光下的损伤行为292

9.7.1 镀膜基片的表面处理293

9.7.2 溶胶-凝胶膜层制备与阈值考核296

9.7.3 膜层表面形貌298

9.8 溶胶-凝胶光学薄膜的等离子体处理方法298

9.8.1 等离子体作用机理299

9.8.2 膜层处理前后透射性能299

9.8.3 等离子处理对膜层表观结构的影响301

参考文献303

后记 致科研305