光学薄膜设计模拟实习 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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本书内容共分十六个单元介绍各类光学薄膜，首先使读者了解基础理论，而后进行模拟实习。主要内容有基板之光学特性、单层与多层抗反射膜、红外光区抗反射膜、双波段抗反射膜、单层与多层抗反射膜优化设计、高反射率与宽带高反射率镀膜、中性分光镜、偏振分光镜、短波通泸光片、长波通泸光片、带通泸光片、带止泸光片。每一主题单元中，依序介绍实习目的、应用实例、基本理论、模拟步骤以及问题与讨论，亦附有学习资源与参考资料，可供读者进一步深入研究。

　　本书适用于光学模拟软体实习、光机电整合概论等课程，或从事光学镀膜相关职务之工程师。学习过程中理论探讨与模拟实作并重，并增加应用为主的实例说明，以彰显模拟设计与实务应用为导向的目标，期望能帮助读者达到最佳的学习效果。
 

《半导体器件物理与制备技术》 —— 探索微观世界的前沿疆域 本书导言： 在当代科技浪潮中，半导体技术无疑是驱动信息时代飞速发展的核心引擎。从智能手机的强大运算能力到复杂工业系统的精密控制，无不依赖于对半导体材料的深刻理解和对其内部物理过程的精准调控。本书《半导体器件物理与制备技术》，旨在为有志于深入理解和掌握半导体领域核心知识的读者提供一个全面、深入且兼具实践指导意义的知识框架。它聚焦于半导体材料的基本性质、关键器件的工作机理、以及支撑现代集成电路制造的复杂工艺流程。本书结构严谨，内容翔实，力求在理论深度与工程实践之间搭建坚实的桥梁。 第一部分：半导体材料基础与能带理论 本部分是理解所有半导体器件物理学的基础。我们将从晶体结构入手，详细剖析半导体材料的宏观特性与其微观电子结构之间的内在联系。 1.1 晶体结构与键合： 介绍硅（Si）、砷化镓（GaAs）等重要半导体材料的晶格结构，深入探讨离子键、共价键的形成及其对材料电学特性的影响。重点讨论晶体缺陷（点缺陷、线缺陷、面缺陷）的形成机制及其对载流子寿命和器件性能的负面作用。 1.2 电子能带理论： 这是理解半导体导电性的核心。本书将系统阐述布洛赫定理、周期性势场中的电子行为。详细分析价带（Valence Band）、导带（Conduction Band）的形成，以及禁带（Band Gap）的物理意义。区分绝缘体、导体和半导体的能带结构差异。 1.3 掺杂与载流子统计： 阐明本征半导体与外性质半导体的区别。深入讨论施主（Donor）和受主（Acceptor）杂质的引入机制，计算不同温度下简并能级和费米能级的位置。运用玻尔兹曼近似和精确统计方法，计算热平衡状态下的电子和空穴浓度。 1.4 载流子输运现象： 详述载流子在电场和浓度梯度作用下的输运机制。细致分析漂移电流（Drift Current）和扩散电流（Diffusion Current）的微观过程，推导并解释爱因斯坦关系式（Einstein Relation）。探讨载流子在散射机制（声子散射、杂质散射）下的迁移率变化规律。 第二部分：关键半导体器件的物理模型 本部分将理论知识应用于实际器件，剖析它们如何通过精确的结构设计实现特定的电学功能。 2.1 PN结的形成与特性： 这是最基本的半导体结构。详细分析PN结的形成过程、内建电势的形成机理。深入研究零偏、正向偏置和反向偏置下的电流-电压（I-V）特性曲线，解释扩散电流和漂移电流的贡献。重点讲解结电容、击穿现象（雪崩击穿与齐纳击穿）。 2.2 双极性晶体管（BJT）： 介绍NPN和PNP结构，重点分析晶体管的工作区划分（截止区、放大区、饱和区）。详细推导BJT的小信号模型（如混合 $pi$ 模型），阐述 $alpha$ 和 $eta$ 参数的物理意义，并讨论高频性能限制因素（如过渡频率 $f_T$）。 2.3 金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）： 作为现代集成电路的基石，MOSFET的分析占据核心篇幅。详细讲解MOS电容的C-V特性（耗尽型、增强型），重点解析MOSFET的工作原理——阈值电压的确定、沟道导通机制（线性区、饱和区）。推导平方律（Square Law）模型，并引入短沟道效应、DIBL等现代器件效应。 2.4 其他关键器件： 简要介绍肖特基二极管（Schottky Diode）的特性与应用，以及光电器件的基础——光电导效应和光伏效应。 第三部分：半导体器件的制备工艺流程 理论的实现依赖于精确的制造技术。本部分将聚焦于支撑集成电路制造的核心工艺步骤。 3.1 衬底准备与外延生长： 探讨硅晶圆的生长方法（直拉法Czochralski），以及对晶体缺陷的控制要求。详细介绍气相外延（Vapor Phase Epitaxy, VPE）和分子束外延（Molecular Beam Epitaxy, MBE）等先进生长技术，及其对材料层厚度和掺杂均匀性的影响。 3.2 薄膜沉积技术： 区分物理气相沉积（PVD，如溅射Sputtering）和化学气相沉积（CVD）。重点分析低压化学气相沉积（LPCVD）和等离子体增强化学气相沉积（PECVD）在氧化物、氮化物和多晶硅薄膜沉积中的应用，及其对薄膜应力、致密度的控制。 3.3 光刻技术（Photolithography）： 作为微纳制造的“雕刻刀”，光刻技术是决定器件特征尺寸的关键。详细讲解光刻系统的组成（光源、掩模版、光刻胶）。深入分析湿法显影、干法刻蚀的原理，重点探讨深紫外（DUV）光刻技术中的分辨率极限、像差控制与套刻精度要求。 3.4 刻蚀工艺： 区分干法刻蚀（如反应离子刻蚀RIE）和湿法刻蚀。深入探讨干法刻蚀的各向异性、选择比和损伤机制。分析等离子体刻蚀中的离子轰击效应及其对器件性能的影响。 3.5 掺杂与注入： 介绍热扩散（Thermal Diffusion）的Fick定律模型，及其在深度控制上的局限性。重点阐述离子注入（Ion Implantation）技术，包括注入剂量、注入能量的确定，以及后续的热退火（Annealing）过程在恢复晶格损伤和激活杂质方面的关键作用。 3.6 互连与金属化： 讨论多层金属互连结构的设计挑战。分析传统铝互连中的电迁移（Electromigration）问题，并介绍先进工艺中铜（Cu）互连的无缝镶嵌（Damascene）工艺流程，包括阻挡层和籽晶层的要求。 结语： 本书内容涵盖了半导体物理学的理论基石、核心器件的工作原理以及支撑当代微电子产业的复杂制造流程。通过系统学习，读者将不仅能够分析和理解现有半导体器件的性能瓶颈，更能够为未来更小尺寸、更高集成度和新材料器件的研发奠定坚实的知识基础。这是一本面向电子工程、材料科学及物理学专业高年级本科生、研究生以及相关领域工程技术人员的专业参考书。

作者简介

叶倍宏

　　学历
　　国立中央大学 光电科学所 硕士   
　　现职
　　崑山科技大学 光电系 助理教授   
　　经历   
　　崑山工专 电子系 讲师
　　崑山工商 电子系 讲师
　　崑山技术学院 电子系 讲师
　　崑山科技大学 电子系 助理教授
　　专长
　　薄膜光学、程式设计
 

序

实习0 基板之光学特性
一、实习目的
二、实习软体
三、应用实例
四、基本理论
五、模拟步骤
六、问题与讨论
七、关键字
八、学习资源
九、参考资料

实习1 单层抗反射膜
一、实习目的
二、实习软体
三、应用实例
四、基本理论
五、模拟步骤
六、问题与讨论
七、关键字
八、学习资源
九、参考资料

实习2 双层抗反射膜
一、实习目的
二、实习软体
三、应用实例
四、基本理论
五、模拟步骤
六、问题与讨论
七、关键字
八、学习资源
九、参考资料

实习3 参层抗反射膜
一、实习目的
二、实习软体
三、应用实例
四、基本理论
五、模拟步骤
六、问题与讨论
七、关键字
八、学习资源
九、参考资料

实习4 肆层抗反射膜
一、实习目的
二、实习软体
三、应用实例
四、基本理论
五、模拟步骤
六、问题与讨论
七、关键字
八、学习资源
九、参考资料

实习5 红外光区抗反射膜
一、实习目的
二、实习软体
三、应用实例
四、基本理论
五、模拟步骤
六、问题与讨论
七、关键字
八、学习资源
九、参考资料

实习6 双波段抗反射膜
一、实习目的
二、实习软体
三、应用实例
四、基本理论
五、模拟步骤
六、问题与讨论
七、关键字
八、学习资源
九、参考资料

实习7 单层抗反射膜优化设计
一、实习目的
二、实习软体
三、应用实例
四、基本理论
五、模拟步骤
六、问题与讨论
七、关键字
八、学习资源
九、参考资料

实习8 多层抗反射膜优化设计
一、实习目的
二、实习软体
三、应用实例
四、基本理论
五、模拟步骤
六、问题与讨论
七、关键字
八、学习资源
九、参考资料

实习9 高反射率镀膜
一、实习目的
二、实习软体
三、应用实例
四、基本理论
五、模拟步骤
六、问题与讨论
七、关键字
八、学习资源
九、参考资料

实习10 宽带高反射率镀膜
一、实习目的
二、实习软体
三、应用实例
四、基本理论
五、模拟步骤
六、问题与讨论
七、关键字
八、学习资源
九、参考资料

实习11 中性分光镜
一、实习目的
二、实习软体
三、应用实例
四、基本理论
五、模拟步骤
六、问题与讨论
七、关键字
八、学习资源
九、参考资料

实习12 偏振分光镜
一、实习目的
二、实习软体
三、应用实例
四、基本理论
五、模拟步骤
六、问题与讨论
七、关键字
八、学习资源
九、参考资料

实习13 短波通泸光片
一、实习目的
二、实习软体
三、应用实例
四、基本理论
五、模拟步骤
六、问题与讨论
七、关键字
八、学习资源
九、参考资料

实习14 长波通泸光片
一、实习目的
二、实习软体
三、应用实例
四、基本理论
五、模拟步骤
六、问题与讨论
七、关键字
八、学习资源
九、参考资料

实习15 带通泸光片
一、实习目的
二、实习软体
三、应用实例
四、基本理论
五、模拟步骤
六、问题与讨论
七、关键字
八、学习资源
九、参考资料

实习16 带止泸光片
一、实习目的
二、实习软体
三、应用实例
四、基本理论
五、模拟步骤
六、问题与讨论
七、关键字
八、学习资源
九、参考资料
 

序

　　本书内容适用于光学模拟软体实习、光机电整合概论等一学期二学分或三学分课程，或者是从事光学镀膜相关职务工程师，读者可以根据自己方便使用的薄膜光学模拟软体版本下载，以便进行对照学习；若没有特殊的理由， 强烈建议直接使用Essential Macleod试用版。

　　本书主要内容有基板之光学特性，单层、双层、参层、肆层抗反射膜，红外光区抗反射膜，双波段抗反射膜，单层抗反射膜优化设计，多层抗反射膜优化设计，高反射率与宽带高反射率镀膜，中性分光镜，偏振分光镜，短波通泸光片，长波通泸光片，带通泸光片，带止泸光片；每一主题单元中，依序介绍实习目的、应用实例、基本理论、模拟步骤，以及问题与讨论，学习过程中理论探讨与模拟实作并重，并增加应用为主的实例说明，以彰显模拟设计与实务应用为导向的学习目标。

　　本书所呈现的相关模拟设计主题，必须配合薄膜光学的课程内容，原则上先初步了解薄膜光学基础理论之后，再进行模拟实习，过程中务必确实实作与分析讨论，以期达到最佳的学习效果；因为书中模拟实作步骤之示范与解说详尽，故不另提供设计档案。

　　感谢恩师李正中教授于作者在中央光电所就读期间的指导，始有今日本书的编着出版；笔者才疏学浅，纯粹以教学需要编撰，尚祈读者、先进不吝指正，针对本书中任何问题讨论，或有任何建议，请email: yehcai@mail.ksu.edu.tw。
 

评分☆☆☆☆☆

欸，收到這本《光學薄膜設計模擬實習》，我還真的蠻好奇的，畢竟現在科技進步這麼快，光學薄膜的應用也越來越廣泛，從手機螢幕的抗反射鍍膜，到相機鏡頭的增透膜，再到潛水鏡、眼鏡的防霧塗層，感覺哪裡都離不開它。這本書的書名聽起來就蠻專業的，雖然我不是相關科系出身，但因為工作會接觸到一些產品的製程，所以一直對光學鍍膜的原理和製程抱有一點點興趣。聽說這本書裡面會講到很多關於設計和模擬的實務操作，光是想到可以用軟體去模擬出各種薄膜的效果，就覺得很有趣。不知道裡面的案例會不會很貼近我們日常生活中會看到的產品？比如，我一直很好奇，為什麼有些高級眼鏡的鏡片看起來會有一層淡淡的紫色光澤？那是為了什麼特別的效果？還是只是美觀？這本書會不會解釋這種細節呢？另外，書名裡有「實習」兩個字，感覺應該會有很多動手做的部分，我個人是比較喜歡看這種有實際操作範例的書，畢竟光講理論有時候會覺得有點空泛，有實際操作可以參考，更容易理解。希望這本書的範例是比較常見的，不然如果太過專業，像我們這種跨領域的人可能還是會霧霧的。總之，這本書的光學薄膜理論與模擬實務結合的書名，讓我對它充滿期待，希望能在裡面學到一些實用的知識，而且最好是可以應用在理解一些產品的原理上的。

评分☆☆☆☆☆

對於《光學薄膜設計模擬實習》這本書，我主要關注的是它在「設計」這個環節所能提供的實際幫助。一般市面上的書，可能比較多是介紹原理，但真正要設計出一個符合需求的薄膜，往往需要大量的試錯和經驗累積。我希望這本書能提供一些系統性的設計方法論，讓我們知道在著手設計之前，應該先考慮哪些關鍵因素。例如，要設計一個特定用途的光學薄膜，我們需要先定義哪些參數？是目標的波長範圍？期望的穿透率或反射率？還是對膜層厚度、折射率有哪些限制？書中會不會提供一些設計流程圖，或者是一些通用的設計準則？更進一步，我很好奇，書中會不會分享一些「眉角」和「訣竅」，像是如何避免設計上的陷阱，或者是在有限的資源下，如何做出最佳的設計取捨。例如，為了達到某個高性能的要求，可能會需要非常多層的膜，但這也會增加製造成本和難度，那麼有沒有什麼方法可以優化設計，用更少的層數達到類似的效果？如果書中能提供一些實際的設計案例，並且詳細解析設計的過程和背後考量，那對我來說，將會是極大的幫助。光是知道如何使用軟體模擬，可能還不夠，更重要的是知道「為什麼」要這樣設計，以及如何根據實際需求，去「創造」一個好的設計。希望這本書能帶給我這種啟發。

评分☆☆☆☆☆

這本《光學薄膜設計模擬實習》的光碟內容，我個人覺得是蠻吸引人的。現在很多技術書籍，如果只是純文字，有時候看著看著就容易疲乏，但如果能搭配一些互動式的軟體或模擬工具，學習效果就會好很多。我一直覺得，光學薄膜這種東西，光用眼睛看、用文字描述，實在是很難想像它實際運作起來是什麼樣子。如果這本書提供的軟體，可以讓我們自己去嘗試調整不同的參數，例如改變膜層的厚度、折射率，然後直接看到模擬出來的光譜曲線或者成像效果，那絕對是一個學習上的大突破。我可以想像，透過這種方式，我們就能更直觀地理解，為什麼同樣是抗反射膜，有時候效果好到幾乎看不到反光，有時候卻還是會有點明顯的彩虹炫光。更重要的是，如果軟體設計得夠友善，就算是我這種非本科系的「門外漢」，也能大概摸索出一些門道。我很好奇，這本書裡的模擬軟體，有沒有提供一些常見的光學薄膜範例，讓我們可以直接載入、修改，然後觀察結果？例如，手機螢幕的AR膜，或是相機鏡頭的增透膜，如果能從這些經典範例下手，對我來說會比較容易入門。而且，如果軟體還能讓我們匯出一些分析報告，那對後續的研究或應用也會有幫助。總之，軟體的光碟絕對是這本書的加分項，希望它的內容能夠物超所值，讓我們真的能夠「玩」得開心，學得紮實。

评分☆☆☆☆☆

說實話，我拿到《光學薄膜設計模擬實習》這本書的時候，第一眼覺得書名還蠻硬的，光學薄膜聽起來就不是一般人會接觸的東西。不過，翻了幾頁之後，我發現裡面其實講得還蠻淺顯易懂的，而且有時候會舉一些很生活化的例子，讓我這個非本科系的人也看得懂。例如，書中提到手機螢幕的抗反射塗層，還有相機鏡頭上面的鍍膜，這些都是我們每天都在用、每天都在看的東西，所以能從書中了解它們的原理，就覺得很有趣。我特別喜歡書裡面的圖解，很多地方都畫得非常清楚，把複雜的原理用圖形的方式呈現出來，比單純的文字敘述更容易理解。而且，書名裡有「實習」兩個字，這讓我感覺這本書不只是理論，還會有實際操作的部分。我很好奇，書中會不會提供一些練習題，或是小型的專案，讓我們可以跟著書一起動手做？例如，設計一個簡單的濾光片，或者模擬一個抗反射的效果。雖然我沒有專業的軟體，但如果書中能提供一些比較基礎的思考邏輯，或是一些簡單的計算方法，讓我可以在紙上或是一些免費的線上工具上嘗試，那也會很有幫助。總之，這本書讓我覺得，原來「光學薄膜」也沒那麼遙不可及，而且透過這種實務導向的學習方式，也能學到一些有趣的知識，而且感覺跟生活也蠻貼近的。

评分☆☆☆☆☆

收到這本《光學薄膜設計模擬實習》，讓我最期待的，其實是書中對於「模擬」這塊的實務應用。畢竟，在現代科技的發展中，模擬扮演著越來越重要的角色。以前做研究，可能很多東西都要實際去試驗、去測量，耗時又耗成本，而且有些實驗條件還很難達成。但有了模擬軟體，就能在電腦上預先跑出各種可能的結果，大大縮短開發週期，也能避免走太多冤枉路。我特別好奇，這本書會介紹哪些主流的光學薄膜設計模擬軟體？是像Zemax、Essential Macleod那種專業級的，還是有比較平價、甚至是免費的工具？如果介紹的是比較專業的軟體，不知道書中會不會有詳細的軟體操作步驟，以及如何從零開始建立一個模擬模型？譬如說，如何輸入材料的折射率曲線、定義膜層的結構，然後設定模擬的波長範圍等等。另外，我也很想知道，這些模擬的結果，跟實際的實驗數據，通常會有多少的誤差？書中會不會討論到如何優化模擬的參數，讓模擬結果更貼近真實情況？我猜測，裡面應該也會講到一些薄膜的設計原理，比如干涉、繞射等，然後再結合模擬軟體，讓我們把理論和實踐結合起來。如果書中能夠提供一些實際的設計案例，像是如何設計一個特定角度的偏光鏡，或是如何優化一個濾光片的穿透率，那對我來說會非常有幫助。總之，對「模擬」這部分的詳盡介紹，我可是充滿了期待。