《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;`N\.ld 《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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h8.FX-0& = :e2X/tl# 5-w: c> l%<c6; 目录
";dU-\3M 第1章 时间分辨光谱技术导论
fU
={a2 1.1 时间分辨光谱概述
oMc1:=EG 1.1.1 时间分辨简介
`bqzg 1.1.2 飞秒化学
#LWg" i 1.2 量子波包
M/B/b<[' 1.2.1 量子力学波包
?Ib} 1.2.2 里德堡(Rydberg)态波包
DL4iXULNY 1.2.3 波包再现结构
#r}uin*jD 1.2.4 波包的制备与激发光脉宽
Vp7b4n< 1.2.5 波包的产生
@L8;VSI 1.2.6 波包运动的实验测量方法
+c?ie4 1.2.7 波包测量实例分析
__(V C: 1.3 密度矩阵表示
bQ.nFa'] 1.3.1 相干态的密度矩阵表示
xJc.pvVPw 1.3.2 密度算符与密度矩阵
0b++17aV 1.3.3 纯态和混合态
gjZx8oIoP 1.3.4 混合态的密度矩阵
dz,+tR~ 1.4 飞秒光相干振动激发的唯象处理
^ItAW$T]F 1.5 低频振动相干态冲击受激拉曼散射实验测量及理论分析
}]GbUC!Zb 1.5.1 相干态冲击受激拉曼散射泵浦-探测实验测量
UABbcNW 1.5.2 相干态冲击受激拉曼散射实验结果的理论分析
4 Py3I9 参考文献
sam[s4@eQ 第2章 分子光谱学基础
!I7 ? 2.1 光谱的量子本性
})7K S? 2.1.1 一维谐振子的波函数
61,O%lV 2.1.2 角动量的量子化特征
kfK[u/<i 2.2 轨道与电子态
FG#nap{ 2.2.1 原子轨道与电子态
,qu:< 2.2.2 分子轨道与电子组态
pVz*ZQ[] 2.3 分子对称性与分子点群
7@a\* |K6 2.4 电子跃迁与光谱
U8[Qw}T P 2.4.1 分子的光吸收
tqhh<u; 2.4.2 跃迁矩
`^%@b SE( 2.5 光谱跃迁选择定则
R@$+t:} 2.5.1 原子的电子跃迁选择定则
nx$bM(. 2.5.2 分子的电子态跃迁选择定则
^U{P3%uZ 2.5.3 电子态跃迁中的振动跃迁选择定则
JWWInuH 2.5.4 纯振动、转动跃迁选择定则
2@*<9-9 2.6 激发态性质
O!
(85rp/ 2.6.1 激发态表示方法
cNeiD@t3V& 2.6.2 激发态寿命
vv*
|F 2.6.3 激发态能量
:`5;nl63 2.6.4 溶剂效应
%I}'Vb{C 2.6.5 无辐射跃迁过程
D6:DrA: 2.6.6 激发态反应的Kasha规则
XHNkQe 参考文献
K1-+A2snhV 第3章 飞秒激光技术
8})|^%@n 3.1 飞秒脉冲
激光器的发展
R#LGFXUj 3.2 克尔
透镜锁模掺钛蓝宝石飞秒激光振荡器
9tAE#A 3.2.1 掺钛蓝宝石晶体的性质
-;ER`Jqs, 3.2.2 克尔透镜锁模原理
<M305BH 3.2.3 钛宝石激光器谐振腔
B,MQ.|s[ 3.2.4 激光器锁模运转特性
fFHK:n` 3.2.5 色散与色散补偿
V8T#NJ 3.3 啁啾脉冲放大器
6kR
-rA 3.3.1 展宽器与压缩器
4znH$M>bU 3.3.2 啁啾脉冲放大器工作原理与结构
$E @ouX? 3.3.3 啁啾脉冲放大器实例介绍
RUqO!s~#rY 3.4 非线性光学频率变换
n{$}#NdV 3.4.1 近红外波段共线光参量放大
BjB&[5?z 3.4.2 可见光波段非共线光参量放大
Lz?*B$h 3.4.3 如何获得紫外、中红外波段的飞秒脉冲
W[fT
R?n 3.4.4 频率变换装置实例介绍
H7}g!n? 参考文献
GI?PGAT 第4章 非线性光谱学基础
IqXBz.p 4.1 密度算符
\#2
s4RCji 4.1.1 纯态的密度算符
%rw}u"3T 4.1.2 密度算符的时间演化
"R8.P/ 3 4.1.3 统计平均的密度算符
y]7%$*
< 4.1.4 二能级系统密度矩阵的时间演化:无微扰情形
@ "0uM?_)- 4.1.5 Liouville表示下的密度算符
fw:7U%MGv 4.1.6 退位相
HS(U4 4.1.7 各种表示的层级结构
J ZA*{n2 4.1.8 二能级系统密度矩阵的时间演化:光学Bloch方程
'H!V54
\j 4.2 微扰展开
2'Y{FY_Z 4.2.1 动机:非微扰展开的局限
[0wP\{% 4.2.2 时间演化算符
<c(&T<$ 4.2.3 相互作用表象
8<Xq=*J+ 4.2.4 备注:Heisenberg表象
z>7=k`x`: 4.2.5 波函数的微扰展开
]I8]mUiUH 4.2.6 密度矩阵的微扰展开
WqR7uiCi 4.2.7 非线性光学简介
*.:! Ax 4.2.8 非线性极化强度
27Cz1[oX 4.3 双边Feynman图
[z^Od 4.3.1 Liouville路径
~Po\ En 4.3.2 时序和准冲击极限
qg|Ox*_od" 4.3.3 旋转波近似
p%tE v 4.3.4 相位匹配
K[*h+YO 参考文献
ed=n``P~} 第5章 非线性光谱学原理及其应用
0u>yT?jP 5.1 非线性光谱学
^u3*hl}YKy 5.1.1 线性光谱学
WFRsSp2 5.1.2 三能级系统的泵浦-探测光谱学
7:z>+AM[r 5.1.3 量子拍光谱学
p?}f|mQS) 5.1.4 双脉冲光子回波光谱学
#t){ 4J 5.2 退相位的微观理论:光谱线型的Kubo随机理论
Gl.?U;4Z 5.2.1 线性响应
(v]P<3% 5.2.2 非线性响应
b By'v/ 5.2.3 三脉冲光子回波光谱学
PBCb0[\ 5.3 退位相的微观理论:Brown振子模型
kp'b>&9r 5.3.1 含时哈密顿量的时间演化算符
)4@M`8 5.3.2 Brown振子模型
mZ]P[lQ'5 5.4 二维光谱仪:三阶响应函数的直接测量
K4_~ruhr 5.4.1 单跃迁的二维光谱
K!9y+%01 5.4.2 一组耦合振子的二维红外光谱
FMoJ"6Q 5.4.3 弱耦合振动态的激子模型
y2U/$%B)G 参考文献
fn3*2 第6章 二维红外光谱
h]<GTWj 6.1 简介
S> .q5 6.1.1 二维红外光谱定义
6BUBk>A` 6.1.2 二维红外光谱的用途
Pa3{Ds 6.2 二维红外光谱原理
LFl2uV" 6.3 二维红外光谱实验
fdN45in=> 6.3.1 飞秒红外激光
光源 BHEs+e0 6.3.2 二维红外光谱仪
2@rp<&s 6.3.3 二维红外光谱图
_MGNKA6JI 6.4 二维红外光谱的应用
iK ohuZr 6.4.1 快速动态变化
8b-7]% 6.4.2 分子结构
mp!YNI 6.4.3 分子间相互作用
C\y[&egww 6.5 展望
v hRu`Yb 参考文献
,m2A
p\l 第7章 二维电子态相干光谱原理、实验及理论
模拟 o^8*aH)I>Y 7.1 二维光谱原理
Jw2B&)k/ 7.2 二维可见光谱实验装置
yZ?xt'tn 7.3 数据采集及计算
d#E(~t(^ 7.4 理论
65'`uuPx 7.5 实验结果与讨论
Lc58lV= 7.5.1 实验
lt }r}HM+ 7.5.2 理论模拟
<9=zP/Q 7.6 二维电子光谱应用举例
SL6mNn9c 附:三能级系统的三阶响应函数
k}- "0> 参考文献
W/b"a? wE{ 第8章 二维飞秒时间分辨光谱概论
eLCdAr 8.1 背景介绍
mk#>Dpy? 8.2 一维傅里叶变换谱
-kWO2 8.3 自由感应衰减
uCY(:;[< 8.4 非线性响应
[Bl
$IfU 8.5 信号辐射和传播
n;e."^5 8.6 密度矩阵方法及双边费曼图
;gZwQ6)i 8.7 二维傅里叶变换谱
VI(RT-S6 参考文献
kEp.0wL' 第9章 飞秒瞬态吸收光谱及常规光路调节技术
+= X).X0K 9.1 简介
3Cq6h;!# 9.2 实验光路
h=uiC&B 9.3 数据采集与计算
D."cQ<sxpN 9.3.1 瞬态光谱动力学
CkmlqqUHC 9.3.2 数据采集
ev~dsk6k 9.3.3 采集程序
(J6"
; 9.4 超快实验光路调节技巧
|Dl*w/n
9.4.1 双镜法调节光路
!Sh^LYqn 9.4.2 光程设定
6Hc H'nmeN 9.4.3 延迟线
KC&H* 9.4.4 重合的调节
<f7?PAd 9.4.5 光楔的使用
TX<e_[$\ 9.4.6 偏振调节
pWWL{@ J 9.4.7 翻转镜的使用
JoZqLy!@ 9.5 超连续白光
2z'+1+B' 9.5.1 白光产生简介
a Q.Iq 9.5.2 白光产生条件
LEYWH%y 9.5.3 白光的色散与色差
`'z(--J}` 9.6 实验检错
*ah>-}- 9.7 其他测量方法
( rA\_FOJ 9.7.1 锁相放大器
2#>$%[ 9.7.2 门积分平均器
*ge].E 9.7.3 电荷耦合器件
UN
cYu9[ 参考文献
\[Sm2/9v 第10章 奇异值分解及全局拟合数据处理方法
0_YxZS\ 10.1 方法简介
<_##YSGh, 10.2 数据矩阵的准备
FY1},sq 10.3 奇异值分解的计算
w8eG; 10.4 组分的选择方法
hgTM5*fD} 10.5 物理模型的建立
h
Jfa_ 10.6 全局拟合
o0,UXBx 参考文献
Wl^prs7}c 第11章 荧光的偏振性与荧光发射的各向异性
A)b)ff , 11.1 荧光偏振状态的表征(偏振比和发射各向异性)
]_^"|RJ 11.1.1 线性偏振光激发
zjluX\ 11.1.2 自然光激发
.b=M5JsyV 11.2 瞬时和稳态各向异性
r1[E{Tpz 11.2.1 瞬时各向异性
U%mkhWn 11.2.2 稳态各向异性
(z8]FT 11.3 各向异性的加和法则
-/(DPx 11.4 发射各向异性与发射跃迁矩角分布之间的关系
3q~":bpAp 11.5 分子固定不动取向随机分布的情形
Q3<bC6$r 11.5.1 吸收跃迁矩和发射跃迁矩相互平行的情形
p)?qJ2c| 11.5.2 吸收跃迁矩和发射跃迁矩非平行的情形
?z \q Mu 11.6 转动布朗运动效应
ikEWY_1Y 11.6.1 自由转动
4A\BGD*5 11.6.2 受阻转动
|i,zY{GI+2 11.7 应用
/3CHE8nSh 参考文献
nx!qCgo 第12章 超快荧光测量技术
=:xV(GK} 12.1 超快荧光测量技术简介
2*~JMbm 12.2 荧光上转换技术
R-r+=x& 12.2.1 相位匹配
%Y)PH-z 12.2.2 光谱带宽与群速失配
Zu2m%=J` 12.2.3 荧光上转换实验
fZka%[B 12.3 光克尔门技术
b>hBct} 12.3.1 光克尔荧光技术原理
"e1{V8
4 12.3.2 光克尔荧光技术实验
|'V<>v.v 12.4 荧光非共线光参量放大技术
JfZL?D{NM 12.4.1 光参量放大基本原理
aGq_hP 12.4.2 荧光光参量放大系统的基本构成
x'E'jh% 12.4.3 数据采集系统
rh:s
7 12.4.4 荧光收集系统
2]of SdM 12.5 荧光放大光谱的失真与矫正
8{}Pj 12.5.1 影响光谱增益的因素
fWtb mUq 12.5.2 理论与实验的对比
?/`C~e<J 12.5.3 光谱失真的解决方法
p0}+071o% 参考文献
zh#OD{ 第13章 飞秒激光脉冲性质表征方法
X_-Hrp!h 13.1 飞秒激光脉冲
p^pQZ6- 13.1.1 激光脉冲的数学表示
)1ZJ 13.1.2 脉冲波形与脉冲宽度
Vze!/ED 13.1.3 色散、啁啾及其对脉冲宽度的影响
)#b}qc#` 13.1.4 载波位相
^D]7pe 13.1.5 相速和群速
F"B<R~ 13.1.6 波前及波前倾斜
yiv RpSL 13.2 激光脉冲脉宽测量方法
-dc5D@4`#s 13.2.1 自相关方法
"W?l R4 13.2.2 频率分辨光学开关方法
}AMYU>YE= 13.2.3 光谱位相相干电场重建方法
n&2=6$*,k 13.3 脉冲激光载波位相及波前倾斜测量
eeI9[lTw 13.3.1 光谱干涉仪及载波位相的测量
|kBg8).B 13.3.2 波前倾斜测量
EO o'a 13.3.3 非共线光参量放大的相速、群速匹配条件
KRnB[$3F1 参考文献
5@R15q@c6n 第14章 脉冲升温-纳秒时间分辨中红外瞬态吸收光谱
>j(I[_g 14.1 引言
haEZp6Z 14.2 溶剂水(重水)的脉冲升温
ohQz%?r 14.3 纳秒脉冲升温典型激光光源介绍
0,vj,ic*WX 14.3.1 高压气体拉曼频移池
I&'S2=s 14.3.2 Ho:YAG脉冲激光器
F- !}dzO 14.4 红外探测光源
BRo
R"#' 14.4.1 一氧化碳激光器
V',m $ 14.4.2 红外单色仪定标
{L-{Y<fke 14.5 信号探测及数据采集系统
4AJu2Hp 14.6 数据采集系统的改进
n3HCd-z 14.7 温度定标
((RpT0rP\ 14.8 红外实验蛋白样品处理方法
o5*74Mv 14.9 脉冲升温-时间分辨中红外瞬态吸收光谱应用实例
GM9]>"#o\ 14.9.1 细胞色素C热稳定性研究
7)8rc(58 14.9.2 二硫键异构酶(DsbC)生物学异常活性研究
y0&V$uv/ 参考文献
3IU$ 第15章 噪声与微弱信号测量
0btmao- 15.1 信噪比
HonAK 15.2 噪声的种类、来源以及相应的减噪措施
6S! lD= 15.3 随机噪声
+e\:C~2f28 15.3.1 随机噪声的正态分布
:r
vO8.\ 15.3.2 典型随机噪声的频谱特性
tvj'{W 15.3.3 噪声的时域特性:脉冲噪声、起伏噪声
QRg"/62WCD 15.3.4 等效噪声带宽
Y>dg10= 15.4 电子仪器的固有噪声
@
@3)D%h 15.4.1 热噪声
*s<dgFA' 15.4.2 温漂的影响
6gg# Z 15.4.3 散粒噪声
v:J.d5 15.4.4 接触噪声
fUL{c,7xda 15.4.5 放大器级联时的噪声
nI|Lx`*v 15.5 外部干扰噪声及其抑制
X('Q;^` 15.5.1 外部干扰的途径
4s1kZ`e 15.5.2 传导干扰的抑制
YV ZSKU 15.5.3 公共阻抗耦合干扰的抑制
P60]ps!M 15.5.4 空间耦合干扰的抑制
8&2gM 15.6 相敏检测技术
{Gb)Et]< 15.7 纳秒量级时间分辨实验中电磁干扰屏蔽举例
B!E<uVC 参考文献
x
w?9W4< 第16章 接口及计算机控制简介
.f.j > 16.1 常用仪器通信接口
AP?{N:+ 16.1.1 串行接口
w=P<4bdT 16.1.2 并行接口
-%/,j)VKD 16.1.3 GPIB/IEEE488接口
VtPoc(o4] 16.1.4 Ethernet接口
#:ED 0</ 16.1.5 USB接口
cVP49r}}v 16.2 常用仪器控制编程
软件 0| DG\&? 16.2.1 Visual C
6q
xUT 16.2.2 Visual Basic
7z P 16.2.3 LabVIEW
v-r[~ 16.3 常用接口编程示例
/bNVgK`L5 16.3.1 Visual Basic串口编程
-JyODW#j 16.3.2 Visual Basic并口编程
?w5nKpG#RI 16.3.3 LabVIEW串口编程
\ \mO+N47i 16.3.4 LabVIEW GPIB编程
w3?t})PB& 参考文献