《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。
p.TR1BHw 《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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,&
=(DJ 目录
g[*+R9' 第1章 时间分辨光谱技术导论
"p.MJxH 1.1 时间分辨光谱概述
4pV.R5: 1.1.1 时间分辨简介
Qc\JUm] 1.1.2 飞秒化学
?(Dkh${@ 1.2 量子波包
v~q2D" 1.2.1 量子力学波包
}XaO~] 1.2.2 里德堡(Rydberg)态波包
P.3j |)NW 1.2.3 波包再现结构
\ :8~na+( 1.2.4 波包的制备与激发光脉宽
F)j-D(c4 1.2.5 波包的产生
hdW",Bf' 1.2.6 波包运动的实验测量方法
$Eg|Qc-1 1.2.7 波包测量实例分析
%lbSV}V) 1.3 密度矩阵表示
&fdH
HN 1.3.1 相干态的密度矩阵表示
]7O)iq% 1.3.2 密度算符与密度矩阵
LH"MJWOJ 1.3.3 纯态和混合态
_Z.lr\ 1.3.4 混合态的密度矩阵
-_
.f&l8 1.4 飞秒光相干振动激发的唯象处理
W tnZF]1:u 1.5 低频振动相干态冲击受激拉曼散射实验测量及理论分析
Sh=E.! 1.5.1 相干态冲击受激拉曼散射泵浦-探测实验测量
xYc)iH6& 1.5.2 相干态冲击受激拉曼散射实验结果的理论分析
9b@L^]Kg 参考文献
O4$ra;UM` 第2章 分子光谱学基础
Z_}vjk~s 2.1 光谱的量子本性
S+R<wv,6 2.1.1 一维谐振子的波函数
&}nU#)IX 2.1.2 角动量的量子化特征
24:;vcb 2.2 轨道与电子态
-?!|W-}@G= 2.2.1 原子轨道与电子态
wA+J49 2.2.2 分子轨道与电子组态
Z 7t 0=U 2.3 分子对称性与分子点群
HLg/=VF7? 2.4 电子跃迁与光谱
k
sJz44 2.4.1 分子的光吸收
xH;qJRHa 2.4.2 跃迁矩
0L$v7,
5 2.5 光谱跃迁选择定则
=%znY`0b56 2.5.1 原子的电子跃迁选择定则
HelC_%#^ 2.5.2 分子的电子态跃迁选择定则
[z]@<99/ 2.5.3 电子态跃迁中的振动跃迁选择定则
VQZ3&]o 2.5.4 纯振动、转动跃迁选择定则
Nv,[E+a2 2.6 激发态性质
a_^3:}i~D 2.6.1 激发态表示方法
!
W$u~z 2.6.2 激发态寿命
o{4ya jt 2.6.3 激发态能量
<]b}R;9v 2.6.4 溶剂效应
g(33h2" 2.6.5 无辐射跃迁过程
Y$--Hp4 2.6.6 激发态反应的Kasha规则
vz)A~"E 参考文献
f62z9)`^ 第3章 飞秒激光技术
t^&:45~Q 3.1 飞秒脉冲
激光器的发展
LbJtU! 3.2 克尔
透镜锁模掺钛蓝宝石飞秒激光振荡器
RecA?-0 3.2.1 掺钛蓝宝石晶体的性质
G-G!c2o 3.2.2 克尔透镜锁模原理
Q`7!~qV0= 3.2.3 钛宝石激光器谐振腔
%/oOM\}++ 3.2.4 激光器锁模运转特性
/1h`O@VA 3.2.5 色散与色散补偿
"monuErg& 3.3 啁啾脉冲放大器
X9/V;! 3.3.1 展宽器与压缩器
WnLgpt2G 3.3.2 啁啾脉冲放大器工作原理与结构
a{L`C"rJ 3.3.3 啁啾脉冲放大器实例介绍
$e+@9LNK 3.4 非线性光学频率变换
@I]uK[qd 3.4.1 近红外波段共线光参量放大
ci+Pg9sS 3.4.2 可见光波段非共线光参量放大
bS&'oWy*B 3.4.3 如何获得紫外、中红外波段的飞秒脉冲
Qf414 oW 3.4.4 频率变换装置实例介绍
-]Z!_[MlDF 参考文献
1HN_ 第4章 非线性光谱学基础
uz
` H 4.1 密度算符
A~ '2ki5$g 4.1.1 纯态的密度算符
vPi\ vU{ 4.1.2 密度算符的时间演化
Jb6rEV> 4.1.3 统计平均的密度算符
^Xt9AM]e 4.1.4 二能级系统密度矩阵的时间演化:无微扰情形
`tVBV:4\ 4.1.5 Liouville表示下的密度算符
RT9fp(6* 4.1.6 退位相
'an{<82i 4.1.7 各种表示的层级结构
Sj+gf~~ 4.1.8 二能级系统密度矩阵的时间演化:光学Bloch方程
1;fs`k0p 4.2 微扰展开
IQGIU3O 4.2.1 动机:非微扰展开的局限
[^"e~ 4.2.2 时间演化算符
KFAB 4.2.3 相互作用表象
%p/Qz|W 4.2.4 备注:Heisenberg表象
S? r:=GS 4.2.5 波函数的微扰展开
pP{b!1 4.2.6 密度矩阵的微扰展开
IB}.J,= 4.2.7 非线性光学简介
,PJl32
4.2.8 非线性极化强度
cC"7Vt9b 4.3 双边Feynman图
k/H<UW?Z] 4.3.1 Liouville路径
s<E_74q1 4.3.2 时序和准冲击极限
ksu:RJ- 4.3.3 旋转波近似
Bpo~x2p 4.3.4 相位匹配
^nkwT~Bya 参考文献
8}xU]N#EV 第5章 非线性光谱学原理及其应用
x[WT) 5.1 非线性光谱学
,m3AVHa*G 5.1.1 线性光谱学
bCd! ap+# 5.1.2 三能级系统的泵浦-探测光谱学
RvDqo d 5.1.3 量子拍光谱学
"
8;D^ 5.1.4 双脉冲光子回波光谱学
8 Sl[& 5.2 退相位的微观理论:光谱线型的Kubo随机理论
_[0Ugfz( 5.2.1 线性响应
ZJy
D/9y 5.2.2 非线性响应
G`6U t 5.2.3 三脉冲光子回波光谱学
*eUL1m8Y 5.3 退位相的微观理论:Brown振子模型
jG)>{D 5.3.1 含时哈密顿量的时间演化算符
Gps 5.3.2 Brown振子模型
7:bqh$3!s 5.4 二维光谱仪:三阶响应函数的直接测量
sUj#:X 5.4.1 单跃迁的二维光谱
ip1jY!
5.4.2 一组耦合振子的二维红外光谱
<6v7_ 5.4.3 弱耦合振动态的激子模型
`e`4[I 参考文献
JXPn
<
第6章 二维红外光谱
jLb3{}0 6.1 简介
b#82G`6r 6.1.1 二维红外光谱定义
2$T~(tem 6.1.2 二维红外光谱的用途
I, 6.2 二维红外光谱原理
/JveN8L% 6.3 二维红外光谱实验
s-8>AW
ep 6.3.1 飞秒红外激光
光源
0;k3 6.3.2 二维红外光谱仪
9F,jvCM63 6.3.3 二维红外光谱图
3F X`dZ 6.4 二维红外光谱的应用
#jDO?Y Sa 6.4.1 快速动态变化
fl)Oto7
6.4.2 分子结构
Q{$2D& 6.4.3 分子间相互作用
k]f73r 6.5 展望
m m`:ci 参考文献
kV(?u_ R 第7章 二维电子态相干光谱原理、实验及理论
模拟 \!w7N
:m 7.1 二维光谱原理
rH-_L& 7.2 二维可见光谱实验装置
j?.VJ^Ff/u 7.3 数据采集及计算
[q(7Jv 7.4 理论
BF]b\/I 7.5 实验结果与讨论
TF{
xFb) 7.5.1 实验
re^1fv 7.5.2 理论模拟
+VU,U`W 7.6 二维电子光谱应用举例
VBd.5YW 附:三能级系统的三阶响应函数
_N*4 3O` 参考文献
VqYe0-^=P 第8章 二维飞秒时间分辨光谱概论
8E$KR:/:4 8.1 背景介绍
Yoaz|7LS 8.2 一维傅里叶变换谱
l(<o,Uv[` 8.3 自由感应衰减
YE0s5bB6 8.4 非线性响应
T4Zp5m") 8.5 信号辐射和传播
AQ-PY 8.6 密度矩阵方法及双边费曼图
*;4r|#LG 8.7 二维傅里叶变换谱
b$M? _<G 参考文献
M)-+j{< 第9章 飞秒瞬态吸收光谱及常规光路调节技术
lRentNg0b 9.1 简介
BWQ
(>Z" 9.2 实验光路
Ip<STz]- 9.3 数据采集与计算
am@\$Sa4 9.3.1 瞬态光谱动力学
!d"J,. ) 9.3.2 数据采集
{mI95g& 9.3.3 采集程序
*<BasP 9.4 超快实验光路调节技巧
KuFDkT! 9.4.1 双镜法调节光路
7gPkg63 9.4.2 光程设定
B Q".$(c
q 9.4.3 延迟线
j!jZJD 9.4.4 重合的调节
U3p=H^MB. 9.4.5 光楔的使用
9[8?'`m 9.4.6 偏振调节
q/&Z6LJ) 9.4.7 翻转镜的使用
g.&&=T 9.5 超连续白光
szWh#O5= 9.5.1 白光产生简介
]<{BDXIGIE 9.5.2 白光产生条件
22(0Jb\_ 9.5.3 白光的色散与色差
:)%Vahu 9.6 实验检错
MW`q*J`Yo 9.7 其他测量方法
,AACE7%l 9.7.1 锁相放大器
1*(^<x+n 9.7.2 门积分平均器
!^B`7 9.7.3 电荷耦合器件
id GM%Faur 参考文献
[4sbOl5yZ 第10章 奇异值分解及全局拟合数据处理方法
/__we[$E 10.1 方法简介
4,TS1H 10.2 数据矩阵的准备
Hz*!c# 10.3 奇异值分解的计算
kS3wa3bT 10.4 组分的选择方法
S}ZM;M 10.5 物理模型的建立
StaX~J6= 10.6 全局拟合
D|6prC%/ 参考文献
V$<og 第11章 荧光的偏振性与荧光发射的各向异性
Hi<{c 11.1 荧光偏振状态的表征(偏振比和发射各向异性)
zVJwmp^ 11.1.1 线性偏振光激发
_T8#36iR 11.1.2 自然光激发
;R 'OdQ$o 11.2 瞬时和稳态各向异性
KS3
/ 11.2.1 瞬时各向异性
-=5z&)
X 11.2.2 稳态各向异性
fMI4'.Od 11.3 各向异性的加和法则
%/-Z1Nv*# 11.4 发射各向异性与发射跃迁矩角分布之间的关系
jZ7#xRt5w 11.5 分子固定不动取向随机分布的情形
)r5QOa/ 11.5.1 吸收跃迁矩和发射跃迁矩相互平行的情形
@T>)fKCg 11.5.2 吸收跃迁矩和发射跃迁矩非平行的情形
N>'1<i? 11.6 转动布朗运动效应
~'=s?\I 11.6.1 自由转动
Quc9lL 11.6.2 受阻转动
gO1`zP!9Z 11.7 应用
UYD(++ 参考文献
3RZP 12x 第12章 超快荧光测量技术
fp|b@ 12.1 超快荧光测量技术简介
i~ PN(h 12.2 荧光上转换技术
_{TGO
jZr 12.2.1 相位匹配
Uw)?u$+
P 12.2.2 光谱带宽与群速失配
`GUj.+u 12.2.3 荧光上转换实验
M
g1E1kXe 12.3 光克尔门技术
w J/k\ 12.3.1 光克尔荧光技术原理
v|<Dc8i+ 12.3.2 光克尔荧光技术实验
-r_z,h| 12.4 荧光非共线光参量放大技术
? D2:'gg 12.4.1 光参量放大基本原理
GG/~)^VMe 12.4.2 荧光光参量放大系统的基本构成
My&h{Qk 12.4.3 数据采集系统
i$?i1z*c} 12.4.4 荧光收集系统
]}<wS]1 12.5 荧光放大光谱的失真与矫正
TGY^,H>J 12.5.1 影响光谱增益的因素
&JVe-. 12.5.2 理论与实验的对比
*+vS
f7 12.5.3 光谱失真的解决方法
6(f[<V!r 参考文献
b6 &`]O;% 第13章 飞秒激光脉冲性质表征方法
o;7!$v>uK 13.1 飞秒激光脉冲
>t.2!Z_RQ 13.1.1 激光脉冲的数学表示
fpwge/w 13.1.2 脉冲波形与脉冲宽度
uZ&,tH/ 13.1.3 色散、啁啾及其对脉冲宽度的影响
~^2Y*|{) 13.1.4 载波位相
XsQ?&xK=u 13.1.5 相速和群速
DI'wZySS^ 13.1.6 波前及波前倾斜
3+;]dqZ 13.2 激光脉冲脉宽测量方法
P
1X8 13.2.1 自相关方法
!G.)%+Z 13.2.2 频率分辨光学开关方法
x>8=CiUE 13.2.3 光谱位相相干电场重建方法
~9#\+[ d_ 13.3 脉冲激光载波位相及波前倾斜测量
MR=>DcR 13.3.1 光谱干涉仪及载波位相的测量
$&M"Ji 13.3.2 波前倾斜测量
]i3 2-8% 13.3.3 非共线光参量放大的相速、群速匹配条件
r3<yG"J86 参考文献
NYz{[LM 第14章 脉冲升温-纳秒时间分辨中红外瞬态吸收光谱
ev7Y^
14.1 引言
qd6XKl\5 14.2 溶剂水(重水)的脉冲升温
m;)[gF 14.3 纳秒脉冲升温典型激光光源介绍
+]*4!4MK6 14.3.1 高压气体拉曼频移池
.-T^S"`d| 14.3.2 Ho:YAG脉冲激光器
m7Nm!Z7 14.4 红外探测光源
Gt{~u^< 14.4.1 一氧化碳激光器
Zmw'.hL 14.4.2 红外单色仪定标
PXz,[<ET?# 14.5 信号探测及数据采集系统
B v/]>Z 14.6 数据采集系统的改进
SsiAyQ|Ma 14.7 温度定标
# kl?ww U 14.8 红外实验蛋白样品处理方法
73OFFKbsk 14.9 脉冲升温-时间分辨中红外瞬态吸收光谱应用实例
dp\pkx7 14.9.1 细胞色素C热稳定性研究
Wg9q_Ql 14.9.2 二硫键异构酶(DsbC)生物学异常活性研究
/DA'p [, 参考文献
?NoG. 第15章 噪声与微弱信号测量
7'\<\oT
15.1 信噪比
'+LC.l M 15.2 噪声的种类、来源以及相应的减噪措施
JJ[.K*dO 15.3 随机噪声
{{w5F2b((% 15.3.1 随机噪声的正态分布
Z_Ffiw(p 15.3.2 典型随机噪声的频谱特性
g0NtM%
15.3.3 噪声的时域特性:脉冲噪声、起伏噪声
=S7Xj`/ 15.3.4 等效噪声带宽
>J,Rx!fq3 15.4 电子仪器的固有噪声
bim}{wMb 15.4.1 热噪声
?_*X\En*3 15.4.2 温漂的影响
Gv?3T Am8 15.4.3 散粒噪声
aGY R:jR$ 15.4.4 接触噪声
T9N][5 \ 15.4.5 放大器级联时的噪声
NN\>(
= 15.5 外部干扰噪声及其抑制
;G_{$)P.o 15.5.1 外部干扰的途径
5nC#<EE 15.5.2 传导干扰的抑制
[vCZoG8+> 15.5.3 公共阻抗耦合干扰的抑制
NbnahhS 15.5.4 空间耦合干扰的抑制
Bc{j0Su 15.6 相敏检测技术
~.\CG'g 15.7 纳秒量级时间分辨实验中电磁干扰屏蔽举例
eU/o I} A 参考文献
!0i6:2nw 第16章 接口及计算机控制简介
jFS])",\i 16.1 常用仪器通信接口
|hHj7X<?k 16.1.1 串行接口
UqHk2h- 16.1.2 并行接口
=
cQK^$6( 16.1.3 GPIB/IEEE488接口
!V/Vy/'`* 16.1.4 Ethernet接口
^\o 3V< 16.1.5 USB接口
Xm#rkF[, 16.2 常用仪器控制编程
软件 \M$e#^g 16.2.1 Visual C
b2rlj6d 16.2.2 Visual Basic
K,B qVu 16.2.3 LabVIEW
d'p]F~a 16.3 常用接口编程示例
Vz4/u|gt 16.3.1 Visual Basic串口编程
8rZJvE#c
16.3.2 Visual Basic并口编程
S(*u_ 16.3.3 LabVIEW串口编程
5t('H`,2 16.3.4 LabVIEW GPIB编程
.5?e)o) 参考文献