《超快
激光光谱原理与技术基础》较
系统地介绍了超快光谱研究所涉及的理论基础和实验技能。全书共16章,主要内容包括:时间分辨光谱的历史和进展,分子光谱学基础,飞秒激光技术,非线性光谱学基础、原理及其应用,二维光谱实验及应用,飞秒瞬态吸收光谱技术及数据分析方法,荧光偏振及各向异性原理,超快荧光测量技术,飞秒激光脉冲性质表征方法,脉冲升温-纳秒时间分辨中红外瞬态吸收光谱,激光光谱实验中噪声与微弱信号测量以及计算机接口技术。
,JIjAm*2 《超快激光光谱原理与技术基础》可作为从事时间分辨光谱研究科技人员的参考书,尤其适合进入该领域的研究生。书中对光谱学一些基本概念的阐述及
光学实验技能的介绍也适合本科高年级学生。
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)W9W8>Cc5_ i? 5jl&30 z{:T~s YT\x'`>Q 目录
,jJ&x7ra8 第1章 时间分辨光谱技术导论
)6U&^9= 1.1 时间分辨光谱概述
*izPLM}+ 1.1.1 时间分辨简介
=H&{*Ja 1.1.2 飞秒化学
j`jF{k b 1.2 量子波包
V`xZ4 i%L 1.2.1 量子力学波包
5&a4c"fU 1.2.2 里德堡(Rydberg)态波包
T0BFit6 1.2.3 波包再现结构
3YT>3f!\
1.2.4 波包的制备与激发光脉宽
0S8v41i6 1.2.5 波包的产生
v`3q0,, 1.2.6 波包运动的实验测量方法
l
H:Y8j 1.2.7 波包测量实例分析
$g&,$7}O_ 1.3 密度矩阵表示
S <~"\<ED 1.3.1 相干态的密度矩阵表示
pN# \ 1.3.2 密度算符与密度矩阵
P2_UQ 1.3.3 纯态和混合态
|9>?{
B\a 1.3.4 混合态的密度矩阵
fp!Ba 1.4 飞秒光相干振动激发的唯象处理
!K a!f1 1.5 低频振动相干态冲击受激拉曼散射实验测量及理论分析
#\9sCnb 1.5.1 相干态冲击受激拉曼散射泵浦-探测实验测量
,b;eU[!] 1.5.2 相干态冲击受激拉曼散射实验结果的理论分析
w@&g9e6E 参考文献
',GWH:B 第2章 分子光谱学基础
CVfQ 2.1 光谱的量子本性
h+EG)
< 2.1.1 一维谐振子的波函数
1_JtD|Jy 2.1.2 角动量的量子化特征
^q``f%Xt 2.2 轨道与电子态
P.^%8L 2.2.1 原子轨道与电子态
<Stfqa6FJ 2.2.2 分子轨道与电子组态
,i KEIxA! 2.3 分子对称性与分子点群
p)l >bC?3 2.4 电子跃迁与光谱
1 .\|,$ 2.4.1 分子的光吸收
t\LAotTF/ 2.4.2 跃迁矩
_SU%ul 2.5 光谱跃迁选择定则
^8dd 2.5.1 原子的电子跃迁选择定则
I4]|r k9 2.5.2 分子的电子态跃迁选择定则
H}m%=?y@ 2.5.3 电子态跃迁中的振动跃迁选择定则
L
;5R*)t 2.5.4 纯振动、转动跃迁选择定则
hAx#5@*5 2.6 激发态性质
(!kd9uV 2.6.1 激发态表示方法
S[!sJ-rG 2.6.2 激发态寿命
\-(.cj)? 2.6.3 激发态能量
ygt7;};! 2.6.4 溶剂效应
[@ExR* 2.6.5 无辐射跃迁过程
-*q:B[d 2.6.6 激发态反应的Kasha规则
bvHF;Qywg 参考文献
E]eVoC 第3章 飞秒激光技术
MbY?4i00%h 3.1 飞秒脉冲
激光器的发展
E`vCYhf{ 3.2 克尔
透镜锁模掺钛蓝宝石飞秒激光振荡器
vLQ!kB^\W 3.2.1 掺钛蓝宝石晶体的性质
ho*44=j 3.2.2 克尔透镜锁模原理
Glz)-hjJ:n 3.2.3 钛宝石激光器谐振腔
[I/f(GK 3.2.4 激光器锁模运转特性
s7j#Yg 3.2.5 色散与色散补偿
j2GO ZKy 3.3 啁啾脉冲放大器
pfd||Z 3.3.1 展宽器与压缩器
kMD:~V 3.3.2 啁啾脉冲放大器工作原理与结构
jys1Ki 3.3.3 啁啾脉冲放大器实例介绍
1rs`|iX5 3.4 非线性光学频率变换
1&{]jG{# 3.4.1 近红外波段共线光参量放大
9+'QH 3.4.2 可见光波段非共线光参量放大
z"4UObVs 3.4.3 如何获得紫外、中红外波段的飞秒脉冲
]ZJu 3.4.4 频率变换装置实例介绍
"[f"h 参考文献
^`0^|u= 第4章 非线性光谱学基础
3;fuz Kk@b 4.1 密度算符
*>otz5] 4.1.1 纯态的密度算符
#"tHT<8 u 4.1.2 密度算符的时间演化
MUo}Qi0K 4.1.3 统计平均的密度算符
o`B,Pt5vu 4.1.4 二能级系统密度矩阵的时间演化:无微扰情形
34Q;& z\e 4.1.5 Liouville表示下的密度算符
U@#YKv 4.1.6 退位相
q5X\wz2N 4.1.7 各种表示的层级结构
py9zDWk~ 4.1.8 二能级系统密度矩阵的时间演化:光学Bloch方程
u= a5Z4 N' 4.2 微扰展开
Af8&PhyrU 4.2.1 动机:非微扰展开的局限
Mm7l! 4.2.2 时间演化算符
#vk-zx*v7= 4.2.3 相互作用表象
B> kx$_~ 4.2.4 备注:Heisenberg表象
DP E NYr 4.2.5 波函数的微扰展开
/S}0u}jID? 4.2.6 密度矩阵的微扰展开
CiE 4.2.7 非线性光学简介
c.5?Q>!+ 4.2.8 非线性极化强度
^,@!L-<~(b 4.3 双边Feynman图
T /iKz 4.3.1 Liouville路径
6"+/Imb- 4.3.2 时序和准冲击极限
Tac7+=T 4.3.3 旋转波近似
LKtug>Me 4.3.4 相位匹配
\^<eJfD 参考文献
*Xh)22~T 第5章 非线性光谱学原理及其应用
u nE h 5.1 非线性光谱学
SKT f=rY 5.1.1 线性光谱学
bZ!*s 5.1.2 三能级系统的泵浦-探测光谱学
Q;p?.GI?- 5.1.3 量子拍光谱学
2=H3yEJq 5.1.4 双脉冲光子回波光谱学
C'bW3la 5.2 退相位的微观理论:光谱线型的Kubo随机理论
:1Jg;G 5.2.1 线性响应
q,k/@@Qd9 5.2.2 非线性响应
"9=F/o9 5.2.3 三脉冲光子回波光谱学
*P4G}9B|9: 5.3 退位相的微观理论:Brown振子模型
<5qXC.{Cyp 5.3.1 含时哈密顿量的时间演化算符
!acm@"Ea 5.3.2 Brown振子模型
9NCo0!Fb 5.4 二维光谱仪:三阶响应函数的直接测量
a]NQlsE}l 5.4.1 单跃迁的二维光谱
W5a)`%H 5.4.2 一组耦合振子的二维红外光谱
rCGyr}(NC 5.4.3 弱耦合振动态的激子模型
HX1RA5O 参考文献
sFNB rL 第6章 二维红外光谱
*b+ef 6.1 简介
1EvAV,v" 6.1.1 二维红外光谱定义
F?b5 !<5 6.1.2 二维红外光谱的用途
vby[#S| 6.2 二维红外光谱原理
O+vuv,gNi 6.3 二维红外光谱实验
]^HlI4 z 6.3.1 飞秒红外激光
光源 &WW|! 6 6.3.2 二维红外光谱仪
Zy0u@`` 6.3.3 二维红外光谱图
_jmkA meu 6.4 二维红外光谱的应用
|2mm@): 6.4.1 快速动态变化
Xy{\>}i]N 6.4.2 分子结构
^8S'=Bk 6.4.3 分子间相互作用
NP%Y\%;l6 6.5 展望
eNN)2-96 参考文献
r|rOIAo 第7章 二维电子态相干光谱原理、实验及理论
模拟 yLfb'Ba 7.1 二维光谱原理
{Lj]++`fB] 7.2 二维可见光谱实验装置
JGH;&UYP 7.3 数据采集及计算
UR')) 1n 7.4 理论
\(9hg.E 7.5 实验结果与讨论
B4k~~ ;| 7.5.1 实验
CR$\$- 7.5.2 理论模拟
%<@."uWF* 7.6 二维电子光谱应用举例
SH#-3&$[ 附:三能级系统的三阶响应函数
hS)X`M 参考文献
"F/% {0d 第8章 二维飞秒时间分辨光谱概论
6C6<,c 8.1 背景介绍
w i,}sEoM 8.2 一维傅里叶变换谱
mfHZGk[[ 8.3 自由感应衰减
5c?1JH62o8 8.4 非线性响应
T%kr&XsQX 8.5 信号辐射和传播
ZTV|rzE 8.6 密度矩阵方法及双边费曼图
octBt`\Of 8.7 二维傅里叶变换谱
^J,Zl`N 参考文献
0zD[mt 第9章 飞秒瞬态吸收光谱及常规光路调节技术
W0GDn 9.1 简介
'0z-duu 9.2 实验光路
w0n.Y-v4i 9.3 数据采集与计算
;c1ar )G7 9.3.1 瞬态光谱动力学
=b{wzx}e 9.3.2 数据采集
V gLnpPOQ 9.3.3 采集程序
C*A!`Q?1Y 9.4 超快实验光路调节技巧
>BU"C+a8g 9.4.1 双镜法调节光路
<d".v 9.4.2 光程设定
QXTl'.SfF 9.4.3 延迟线
y; LL^:rq 9.4.4 重合的调节
4+fWIY1
" 9.4.5 光楔的使用
z;? 32K 9.4.6 偏振调节
IbFS8 *a\ 9.4.7 翻转镜的使用
9r,)Bw!RP 9.5 超连续白光
^m^4LDt 9.5.1 白光产生简介
e nsou!l 9.5.2 白光产生条件
CmyCne
9.5.3 白光的色散与色差
rr/0pa$ 9.6 实验检错
I<p- o/TP 9.7 其他测量方法
5U[m]W=B 9.7.1 锁相放大器
"`l8*]z 9.7.2 门积分平均器
8G&'ED_& 9.7.3 电荷耦合器件
hS<lUG!9UJ 参考文献
7noxUGmFw 第10章 奇异值分解及全局拟合数据处理方法
]3B8D<p 10.1 方法简介
)$[.XKoT 10.2 数据矩阵的准备
n#F:(MSOp 10.3 奇异值分解的计算
g\;&Z 10.4 组分的选择方法
q~QB?+ x& 10.5 物理模型的建立
m0*bz5 10.6 全局拟合
7f!"vhCXM; 参考文献
8|FHr, 第11章 荧光的偏振性与荧光发射的各向异性
/G}TPXA 11.1 荧光偏振状态的表征(偏振比和发射各向异性)
cj=6_k 11.1.1 线性偏振光激发
2$G,pT1J 11.1.2 自然光激发
;[pY>VJ( 11.2 瞬时和稳态各向异性
v#yeiE4 11.2.1 瞬时各向异性
9|y?jb5im 11.2.2 稳态各向异性
NJ6*
7Cd 11.3 各向异性的加和法则
L[M`LZpJo 11.4 发射各向异性与发射跃迁矩角分布之间的关系
z"[}Sk 11.5 分子固定不动取向随机分布的情形
HB+{vuN*L 11.5.1 吸收跃迁矩和发射跃迁矩相互平行的情形
B.O &