《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。
JOoLHZQ1v 《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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T_|fb)G+{ oqU#I~ - 目录
WFc[F`b 第1章 时间分辨光谱技术导论
H]n0JG9K 1.1 时间分辨光谱概述
&>^Ympr 1.1.1 时间分辨简介
=dw*B 1.1.2 飞秒化学
,-NLUS
"w 1.2 量子波包
RSVN(-wIi) 1.2.1 量子力学波包
o dQ&0d 1.2.2 里德堡(Rydberg)态波包
9!/1F ! 1.2.3 波包再现结构
Ss#{K; 1.2.4 波包的制备与激发光脉宽
J$=b&$I( 1.2.5 波包的产生
n;T 1.2.6 波包运动的实验测量方法
3@WI*PMc 1.2.7 波包测量实例分析
Vm%ux>} 1.3 密度矩阵表示
sMpC4E 1.3.1 相干态的密度矩阵表示
.$E~.6J %i 1.3.2 密度算符与密度矩阵
QBT-J`Pz 1.3.3 纯态和混合态
?ia[KLt" 1.3.4 混合态的密度矩阵
\#*;H|U.x 1.4 飞秒光相干振动激发的唯象处理
-,CndRKx 1.5 低频振动相干态冲击受激拉曼散射实验测量及理论分析
Jj _+YfIM 1.5.1 相干态冲击受激拉曼散射泵浦-探测实验测量
5'L}LT8p@ 1.5.2 相干态冲击受激拉曼散射实验结果的理论分析
Mm[1Z;H 参考文献
M#jee E-}% 第2章 分子光谱学基础
Sy7^;/(ZZ 2.1 光谱的量子本性
VlXy&oZ 2.1.1 一维谐振子的波函数
dCJR,},\f 2.1.2 角动量的量子化特征
/01(9( 2.2 轨道与电子态
w+TuS). 2.2.1 原子轨道与电子态
vh{1u 2.2.2 分子轨道与电子组态
5^qp& 2.3 分子对称性与分子点群
\kRJUX!s 2.4 电子跃迁与光谱
MicVNs 2.4.1 分子的光吸收
WiCM,wDi 2.4.2 跃迁矩
]R.Vq\A%S 2.5 光谱跃迁选择定则
2o7C2)YT$ 2.5.1 原子的电子跃迁选择定则
^*~u4app 2.5.2 分子的电子态跃迁选择定则
o2UJ*4 2.5.3 电子态跃迁中的振动跃迁选择定则
~w}[
._'#M 2.5.4 纯振动、转动跃迁选择定则
_A0avMD} 2.6 激发态性质
Vy*Z"k 2.6.1 激发态表示方法
S{|)9EKw 2.6.2 激发态寿命
iKTU28x 2.6.3 激发态能量
NGD2z. 2.6.4 溶剂效应
TVh7h`Eg 2.6.5 无辐射跃迁过程
L|Gk}n 2.6.6 激发态反应的Kasha规则
ialk6i![ 参考文献
&WV 9%fI 第3章 飞秒激光技术
i'LTKj 3.1 飞秒脉冲
激光器的发展
+}Wo=R} 3.2 克尔
透镜锁模掺钛蓝宝石飞秒激光振荡器
FQ ^^6Rl 3.2.1 掺钛蓝宝石晶体的性质
u5|e9(J 3.2.2 克尔透镜锁模原理
?mUu(D:7D 3.2.3 钛宝石激光器谐振腔
ZpBH;{., 3.2.4 激光器锁模运转特性
6_
0w> 3.2.5 色散与色散补偿
b4OR`dd*J 3.3 啁啾脉冲放大器
C3h!?5 3.3.1 展宽器与压缩器
Qy,qQA/ 3.3.2 啁啾脉冲放大器工作原理与结构
i*E`<9 3.3.3 啁啾脉冲放大器实例介绍
<"P
'"SC 3.4 非线性光学频率变换
HWAqJb [ 3.4.1 近红外波段共线光参量放大
8WQ%rN={8 3.4.2 可见光波段非共线光参量放大
M!i5StGC 3.4.3 如何获得紫外、中红外波段的飞秒脉冲
85~h+Q; 3.4.4 频率变换装置实例介绍
PP`n>v=n 参考文献
6M|%nBN$| 第4章 非线性光谱学基础
F}4 0 4.1 密度算符
51'SA
B09 4.1.1 纯态的密度算符
S.4YC>E 4.1.2 密度算符的时间演化
uk/+
i`= 4.1.3 统计平均的密度算符
V2* |j8| 4.1.4 二能级系统密度矩阵的时间演化:无微扰情形
k.Nu(j"z 4.1.5 Liouville表示下的密度算符
E%:zE Q 4.1.6 退位相
"x^bl+_" 4.1.7 各种表示的层级结构
BC[d={_- 4.1.8 二能级系统密度矩阵的时间演化:光学Bloch方程
[\F,\ 4.2 微扰展开
*<j @+Ch 4.2.1 动机:非微扰展开的局限
a[rUU'8 4.2.2 时间演化算符
;z=C]kI6M 4.2.3 相互作用表象
mR@Xt# 4.2.4 备注:Heisenberg表象
><7`$ 2Or 4.2.5 波函数的微扰展开
J8DbAB4X 4.2.6 密度矩阵的微扰展开
Kn\(Xd.> 4.2.7 非线性光学简介
J>PV{N 4.2.8 非线性极化强度
*s4!;2ZhsU 4.3 双边Feynman图
B.WkHY%/ 4.3.1 Liouville路径
<\mc|p" 4.3.2 时序和准冲击极限
qnRzs 4.3.3 旋转波近似
.NC}TFN| 4.3.4 相位匹配
Oei2,3l,? 参考文献
nd1*e 第5章 非线性光谱学原理及其应用
O+J;Hp;\_ 5.1 非线性光谱学
7T Bo*-! 5.1.1 线性光谱学
{ "c,P:S] 5.1.2 三能级系统的泵浦-探测光谱学
xxn&{\
? 5.1.3 量子拍光谱学
'E,Yht=/} 5.1.4 双脉冲光子回波光谱学
L?(rv.lb 5.2 退相位的微观理论:光谱线型的Kubo随机理论
xU"qB24]= 5.2.1 线性响应
1w^[Eno$$ 5.2.2 非线性响应
^w\uOd` 5.2.3 三脉冲光子回波光谱学
4Pdk?vHK; 5.3 退位相的微观理论:Brown振子模型
lukV
G2wDL 5.3.1 含时哈密顿量的时间演化算符
QD~`UJe> 5.3.2 Brown振子模型
Q[KR,k 5.4 二维光谱仪:三阶响应函数的直接测量
_O<{H '4NO 5.4.1 单跃迁的二维光谱
!:e
qPpz 5.4.2 一组耦合振子的二维红外光谱
6vA5;a@ 5.4.3 弱耦合振动态的激子模型
NBYE#Uih 参考文献
_F EF+I 第6章 二维红外光谱
xwH`alu 6.1 简介
20)Il:x 6.1.1 二维红外光谱定义
!W7ekPnK 6.1.2 二维红外光谱的用途
N';lc:Ah~ 6.2 二维红外光谱原理
U s5JnP 5 6.3 二维红外光谱实验
AK =k@hT 6.3.1 飞秒红外激光
光源 LsV"h< 6.3.2 二维红外光谱仪
U?{j 6.3.3 二维红外光谱图
-y(V- 6.4 二维红外光谱的应用
Nj\WvKG 6.4.1 快速动态变化
78-:hk 6.4.2 分子结构
0iHI"9z 6.4.3 分子间相互作用
{IvCe0` 6.5 展望
oJ+$&P( 参考文献
)^+$5OR\c 第7章 二维电子态相干光谱原理、实验及理论
模拟 Fu/CX4R_| 7.1 二维光谱原理
<-pbLL 9 7.2 二维可见光谱实验装置
ffVYlNQ7L 7.3 数据采集及计算
uzsN#'7= 7.4 理论
5P!17.W'u
7.5 实验结果与讨论
:u0433z: 7.5.1 实验
'z'm:|JW 7.5.2 理论模拟
HvTQycG 7.6 二维电子光谱应用举例
0*/~9n-Vl 附:三能级系统的三阶响应函数
RT>3\qhZ 参考文献
G#Ow>NJ 第8章 二维飞秒时间分辨光谱概论
*79<ypKG$ 8.1 背景介绍
HApP*1J^c 8.2 一维傅里叶变换谱
V2.K*CpZ7 8.3 自由感应衰减
ngjbE+ 8.4 非线性响应
Zn//u<D 8.5 信号辐射和传播
<]nI)W( 8.6 密度矩阵方法及双边费曼图
hl+Yr)0\ 8.7 二维傅里叶变换谱
);[`rXH_ 参考文献
=`U[{3A_ 第9章 飞秒瞬态吸收光谱及常规光路调节技术
W8^gPW*c5 9.1 简介
HChewrUAn 9.2 实验光路
{65X37W 9.3 数据采集与计算
? 6l::M 9.3.1 瞬态光谱动力学
ov~m?Y]h 9.3.2 数据采集
GZw<Y+/V"5 9.3.3 采集程序
))N^)HR 9.4 超快实验光路调节技巧
r%m2$vx# 9.4.1 双镜法调节光路
1"k@O)?JP 9.4.2 光程设定
oCrn 9.4.3 延迟线
r4s R5p]| 9.4.4 重合的调节
*)1,W+A5L 9.4.5 光楔的使用
k<qQ+\X 9.4.6 偏振调节
^:#%TCJ 9.4.7 翻转镜的使用
ol\IT9Zb~ 9.5 超连续白光
.H&;pOf 9.5.1 白光产生简介
LtQy(F%8/ 9.5.2 白光产生条件
O\w%E@9Fh 9.5.3 白光的色散与色差
`@&qf}` 9.6 实验检错
>XF@=Jp 9.7 其他测量方法
-1R~3j1_ 9.7.1 锁相放大器
jc<3\ 7 9.7.2 门积分平均器
vC7sJIch2< 9.7.3 电荷耦合器件
uP$K{ ) 参考文献
9(_/jU4mc 第10章 奇异值分解及全局拟合数据处理方法
ec=C7M
| 10.1 方法简介
@lX)dY 10.2 数据矩阵的准备
0[];c$r< 10.3 奇异值分解的计算
Du/s 10.4 组分的选择方法
J}x5Ko@ 10.5 物理模型的建立
-=RXhE_{ 10.6 全局拟合
DF~w20+ 参考文献
okYsjK5 第11章 荧光的偏振性与荧光发射的各向异性
z 4-wvn<* 11.1 荧光偏振状态的表征(偏振比和发射各向异性)
G\ofg 11.1.1 线性偏振光激发
xR.Ql> 11.1.2 自然光激发
oAL-v428 11.2 瞬时和稳态各向异性
.^uu*S_ 11.2.1 瞬时各向异性
"`S61m_ 11.2.2 稳态各向异性
V)`?J) 11.3 各向异性的加和法则
(GV6%l#I 11.4 发射各向异性与发射跃迁矩角分布之间的关系
t*x;{{jL#( 11.5 分子固定不动取向随机分布的情形
uzo}?X# 11.5.1 吸收跃迁矩和发射跃迁矩相互平行的情形
C {))T5G 11.5.2 吸收跃迁矩和发射跃迁矩非平行的情形
o8,K1ic5# 11.6 转动布朗运动效应
>i~c>+R 11.6.1 自由转动
g#AA.@/Z 11.6.2 受阻转动
?tcbiXRG+ 11.7 应用
!|!V}O 参考文献
R
Q8okA 第12章 超快荧光测量技术
,d7@*>T& 12.1 超快荧光测量技术简介
& mWq'h 12.2 荧光上转换技术
im'0^ 12.2.1 相位匹配
}S&{ &gh 12.2.2 光谱带宽与群速失配
E.}Zmr#H 12.2.3 荧光上转换实验
`/U:u9H9v 12.3 光克尔门技术
>3bpa<M_ 12.3.1 光克尔荧光技术原理
*M*k-Z':.* 12.3.2 光克尔荧光技术实验
i8{jMe!Sa 12.4 荧光非共线光参量放大技术
|J\/U,nh 12.4.1 光参量放大基本原理
JG_7G=~ 12.4.2 荧光光参量放大系统的基本构成
6f?DW-)jp/ 12.4.3 数据采集系统
zQ[mO 12.4.4 荧光收集系统
DW-LkgfA 12.5 荧光放大光谱的失真与矫正
>#ou8}0 12.5.1 影响光谱增益的因素
N
8OPeY 12.5.2 理论与实验的对比
Y/+ D4^L 12.5.3 光谱失真的解决方法
~t}:vGD j 参考文献
,9rT|:N 第13章 飞秒激光脉冲性质表征方法
YPM>FDxDB 13.1 飞秒激光脉冲
gO5;hd[l 13.1.1 激光脉冲的数学表示
}PXWRv.gW 13.1.2 脉冲波形与脉冲宽度
UYPBKf]A9 13.1.3 色散、啁啾及其对脉冲宽度的影响
QV't+)uUVo 13.1.4 载波位相
`DwlS!0 13.1.5 相速和群速
w+}dm^X 13.1.6 波前及波前倾斜
1w5nBVC*$V 13.2 激光脉冲脉宽测量方法
UJZa1p@L 13.2.1 自相关方法
e\h:==f 13.2.2 频率分辨光学开关方法
t5_`q(: 13.2.3 光谱位相相干电场重建方法
f`c z@ 13.3 脉冲激光载波位相及波前倾斜测量
XBc+_=)$ 13.3.1 光谱干涉仪及载波位相的测量
Z(.Tl M2h 13.3.2 波前倾斜测量
Qknd ^% 13.3.3 非共线光参量放大的相速、群速匹配条件
=19]a 参考文献
,&k5Qq 第14章 脉冲升温-纳秒时间分辨中红外瞬态吸收光谱
;)kBJ @ 14.1 引言
sJD"u4#y 14.2 溶剂水(重水)的脉冲升温
" JRlj 14.3 纳秒脉冲升温典型激光光源介绍
jIl-}/2 14.3.1 高压气体拉曼频移池
/i"EVN`t 14.3.2 Ho:YAG脉冲激光器
i.<}X 14.4 红外探测光源
KGJB.<Be 14.4.1 一氧化碳激光器
@bPJ}C 14.4.2 红外单色仪定标
Ky DBCCOv 14.5 信号探测及数据采集系统
H5 -I}z 14.6 数据采集系统的改进
FYj3!
H 14.7 温度定标
&Jn%2[; 14.8 红外实验蛋白样品处理方法
52~k:"c 14.9 脉冲升温-时间分辨中红外瞬态吸收光谱应用实例
#Y:/^Q$_qS 14.9.1 细胞色素C热稳定性研究
MG<~{Y84} 14.9.2 二硫键异构酶(DsbC)生物学异常活性研究
M|Se|*w 参考文献
gK>Vm9rO 第15章 噪声与微弱信号测量
:Cuae?O, 15.1 信噪比
8
jT"HZB6 15.2 噪声的种类、来源以及相应的减噪措施
&sRyM'XI 15.3 随机噪声
Ia\Nj
_-%L 15.3.1 随机噪声的正态分布
b:JOR@O 15.3.2 典型随机噪声的频谱特性
<@yyx7 15.3.3 噪声的时域特性:脉冲噪声、起伏噪声
9GEcs(A* 15.3.4 等效噪声带宽
9O)>>1}*S 15.4 电子仪器的固有噪声
6nwO:?1o9 15.4.1 热噪声
rfZA21y{? 15.4.2 温漂的影响
(u_sz 15.4.3 散粒噪声
3o?Lz7L 15.4.4 接触噪声
F lZ]R 15.4.5 放大器级联时的噪声
eyM3W}[S$/ 15.5 外部干扰噪声及其抑制
i||YD-hkK 15.5.1 外部干扰的途径
\uaJw\EZ 15.5.2 传导干扰的抑制
fx|9*|E 15.5.3 公共阻抗耦合干扰的抑制
%`TLs^ 15.5.4 空间耦合干扰的抑制
nGf@zJDb 15.6 相敏检测技术
[brrziZ 15.7 纳秒量级时间分辨实验中电磁干扰屏蔽举例
3ty){#: 参考文献
`+6HHtF 第16章 接口及计算机控制简介
N.<hZ\].= 16.1 常用仪器通信接口
#=tWCxf= 16.1.1 串行接口
r
{8 16.1.2 并行接口
Xnh1pwDhe< 16.1.3 GPIB/IEEE488接口
v:>P;\]r9M 16.1.4 Ethernet接口
^\I$tnY` 16.1.5 USB接口
Ac54VN 16.2 常用仪器控制编程
软件 pI!55w| 16.2.1 Visual C
4{R` 16.2.2 Visual Basic
k (R4-"@ 16.2.3 LabVIEW
i!iODt3k 16.3 常用接口编程示例
Ob+&!XTp?0 16.3.1 Visual Basic串口编程
9D<HJ( 16.3.2 Visual Basic并口编程
{\e}43^9N 16.3.3 LabVIEW串口编程
G pd:k 16.3.4 LabVIEW GPIB编程
!d^`YEfE 参考文献