《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。
uOrvmb 《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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ZCMB]bL-e _ QM
EhybaRy;C 0PnW|N0 目录
Mf&W<n^j 第1章 时间分辨光谱技术导论
8E Y<^: 1.1 时间分辨光谱概述
05MtQB 1.1.1 时间分辨简介
^F~e?^s 1.1.2 飞秒化学
`B6{y9J6 1.2 量子波包
AAdRuO{l1 1.2.1 量子力学波包
^[CD- # 1.2.2 里德堡(Rydberg)态波包
morI'6N 1.2.3 波包再现结构
&hba{!`y 1.2.4 波包的制备与激发光脉宽
dTaR8i 1.2.5 波包的产生
7`tnoTUv 1.2.6 波包运动的实验测量方法
-i'T!Qg1 1.2.7 波包测量实例分析
Q[p0bD: 1.3 密度矩阵表示
xIrpGLPSh 1.3.1 相干态的密度矩阵表示
E!VAA= 1.3.2 密度算符与密度矩阵
vd /_`l.D 1.3.3 纯态和混合态
('uYA&9 1.3.4 混合态的密度矩阵
]+':=&+: 1.4 飞秒光相干振动激发的唯象处理
RQU5T 2,
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
5!Z+2Cu] 1.5.1 相干态冲击受激拉曼散射泵浦-探测实验测量
AEnS_Q 1.5.2 相干态冲击受激拉曼散射实验结果的理论分析
RQ{w`>K 参考文献
MZw%s(lv 第2章 分子光谱学基础
{7eKv+30 2.1 光谱的量子本性
@\!wW-:A 2.1.1 一维谐振子的波函数
q 'hV 'U 2.1.2 角动量的量子化特征
4'54 2.2 轨道与电子态
uU.9*B=H9 2.2.1 原子轨道与电子态
7Nwi\#o 2.2.2 分子轨道与电子组态
cJ8F#t 2.3 分子对称性与分子点群
?GFxJ6!%I 2.4 电子跃迁与光谱
d0 V>;Q 2.4.1 分子的光吸收
*-|+phim 2.4.2 跃迁矩
Hs=!.tZ, 2.5 光谱跃迁选择定则
cT0utR& 2.5.1 原子的电子跃迁选择定则
g@Ni!U"_c 2.5.2 分子的电子态跃迁选择定则
;$&-c/]F# 2.5.3 电子态跃迁中的振动跃迁选择定则
&OhKx 2.5.4 纯振动、转动跃迁选择定则
.4!N#' 2.6 激发态性质
faO8
& 2.6.1 激发态表示方法
}aNiO85 2.6.2 激发态寿命
DAu|`pyC% 2.6.3 激发态能量
7Xad2wXn 2.6.4 溶剂效应
3^Yk?kFE 2.6.5 无辐射跃迁过程
DQlaSk4hF_ 2.6.6 激发态反应的Kasha规则
dBlOU.B 参考文献
]Hd0
Y% 第3章 飞秒激光技术
dWqFP 3.1 飞秒脉冲
激光器的发展
9x?;;qC"m9 3.2 克尔
透镜锁模掺钛蓝宝石飞秒激光振荡器
(C-z8R
Z6 3.2.1 掺钛蓝宝石晶体的性质
0= 'DDy 3.2.2 克尔透镜锁模原理
doR'=@ W 3.2.3 钛宝石激光器谐振腔
i9!Urq- 3.2.4 激光器锁模运转特性
5&X 3.2.5 色散与色散补偿
n/,7ryu 3.3 啁啾脉冲放大器
zi?'3T%Ie 3.3.1 展宽器与压缩器
%o"Rcw| 3.3.2 啁啾脉冲放大器工作原理与结构
7t04!dD} 3.3.3 啁啾脉冲放大器实例介绍
6ZG)`u".(" 3.4 非线性光学频率变换
#dpt= 3.4.1 近红外波段共线光参量放大
|~HlNUPR 3.4.2 可见光波段非共线光参量放大
xu:m~8% 3.4.3 如何获得紫外、中红外波段的飞秒脉冲
4|$D.`Wu 3.4.4 频率变换装置实例介绍
:):Y6)giBD 参考文献
Eq8OAuN 第4章 非线性光谱学基础
`C*!de]Y% 4.1 密度算符
@&Nvb.5nT 4.1.1 纯态的密度算符
T),:8/ 4.1.2 密度算符的时间演化
T?\CAk> 4.1.3 统计平均的密度算符
m|]^f;7z 4.1.4 二能级系统密度矩阵的时间演化:无微扰情形
GcU/ 4.1.5 Liouville表示下的密度算符
@l(Y6m|v\ 4.1.6 退位相
<{) 4gvH 4.1.7 各种表示的层级结构
5pok%g
4.1.8 二能级系统密度矩阵的时间演化:光学Bloch方程
tl)}Be+Dt; 4.2 微扰展开
87^
4", 4.2.1 动机:非微扰展开的局限
1!f'nS 4.2.2 时间演化算符
jO,<7FPs5 4.2.3 相互作用表象
'!2t9B8XX 4.2.4 备注:Heisenberg表象
|?|
u-y 4.2.5 波函数的微扰展开
llleo8 4.2.6 密度矩阵的微扰展开
t<|s& 4.2.7 非线性光学简介
*n*y!z 4.2.8 非线性极化强度
mN eW|3a 4.3 双边Feynman图
=+"'=o 4.3.1 Liouville路径
Hxl,U>za# 4.3.2 时序和准冲击极限
/J+)P<_ A 4.3.3 旋转波近似
r{Q< a 4.3.4 相位匹配
zOE6;c81 参考文献
pMquu&Td 第5章 非线性光谱学原理及其应用
yhdG 93 5.1 非线性光谱学
>1~`tP 5.1.1 线性光谱学
q8h{-^" 5.1.2 三能级系统的泵浦-探测光谱学
>ek%P;2w> 5.1.3 量子拍光谱学
j?,*fp8 5.1.4 双脉冲光子回波光谱学
O0{ 5.2 退相位的微观理论:光谱线型的Kubo随机理论
!p&'so^-W 5.2.1 线性响应
? g{,MP5 5.2.2 非线性响应
vQ/\BN 5.2.3 三脉冲光子回波光谱学
^<VE5OM 5.3 退位相的微观理论:Brown振子模型
JKT+ q*V 5.3.1 含时哈密顿量的时间演化算符
DXz8C - 5.3.2 Brown振子模型
wY.g-3 5.4 二维光谱仪:三阶响应函数的直接测量
(RmED\.]4 5.4.1 单跃迁的二维光谱
1QJ$yr 5.4.2 一组耦合振子的二维红外光谱
\!QF9dP4 5.4.3 弱耦合振动态的激子模型
Tqa4~|6 参考文献
C%c `@="b 第6章 二维红外光谱
Rdg0WT*;j 6.1 简介
H ZLOn 6.1.1 二维红外光谱定义
D&r8V;G[[ 6.1.2 二维红外光谱的用途
~|9LWp_ 6.2 二维红外光谱原理
zsXH{atY 6.3 二维红外光谱实验
YhT1P fl 6.3.1 飞秒红外激光
光源 zzQH@D1 6.3.2 二维红外光谱仪
)t0b$<% 6.3.3 二维红外光谱图
9(F?|bfk 6.4 二维红外光谱的应用
ijqdZ+ 6.4.1 快速动态变化
is?&%VY 6.4.2 分子结构
:UcS$M1LE 6.4.3 分子间相互作用
mF}k}0 6.5 展望
[T}]Ma*CS 参考文献
W>s'4C` 第7章 二维电子态相干光谱原理、实验及理论
模拟 G`#gV"PlC 7.1 二维光谱原理
DiQkT R 7.2 二维可见光谱实验装置
Z{
Zox[/ 7.3 数据采集及计算
tN3 {7'\7 7.4 理论
~9 WJrRWB 7.5 实验结果与讨论
&&nO]p` 7.5.1 实验
fJw=7t-t 7.5.2 理论模拟
D
Ok^ON 7.6 二维电子光谱应用举例
}PIB b 附:三能级系统的三阶响应函数
!;aC9VhSU 参考文献
RpK,ixbtA+ 第8章 二维飞秒时间分辨光谱概论
H8BO*8} 8.1 背景介绍
j' *p 8.2 一维傅里叶变换谱
K^vp(2 8.3 自由感应衰减
9T,QWk 8.4 非线性响应
gZEA;N:H%< 8.5 信号辐射和传播
`/JR}g{O 8.6 密度矩阵方法及双边费曼图
LEngZ~sV/ 8.7 二维傅里叶变换谱
Eb[H3v48, 参考文献
/N]Ow 第9章 飞秒瞬态吸收光谱及常规光路调节技术
Mr NOcx& 9.1 简介
e3={$A h 9.2 实验光路
ls"\YSq$ 9.3 数据采集与计算
?*R^?[ 9.3.1 瞬态光谱动力学
Fl+tbF 9.3.2 数据采集
mYjiiql~ 9.3.3 采集程序
WUWb5xA 9.4 超快实验光路调节技巧
q\b
?o!#_ 9.4.1 双镜法调节光路
lzy$.H"W 9.4.2 光程设定
'Tf#S@o 9.4.3 延迟线
5-5(`OZ{' 9.4.4 重合的调节
UE,~_hp 9.4.5 光楔的使用
)|h;J4V 9.4.6 偏振调节
D@(M+u9/% 9.4.7 翻转镜的使用
9MtJo.A 9.5 超连续白光
h,'mN\6t 9.5.1 白光产生简介
9 QCpXy 9.5.2 白光产生条件
-KwL9J4u 9.5.3 白光的色散与色差
8X
?GY8W: 9.6 实验检错
8
1KG1i ) 9.7 其他测量方法
X\^& nLa 9.7.1 锁相放大器
0o=6A<#x 9.7.2 门积分平均器
a,57`Ks+n< 9.7.3 电荷耦合器件
zUEfa!#? 参考文献
R#7+ 第10章 奇异值分解及全局拟合数据处理方法
(LT\
IJSM 10.1 方法简介
>uchF8)e| 10.2 数据矩阵的准备
/romTK4 10.3 奇异值分解的计算
ngkeJ)M0$ 10.4 组分的选择方法
QK3j_'F=E 10.5 物理模型的建立
nhQ44qRgQ 10.6 全局拟合
61+pryW%g 参考文献
Y0L5W;iM 第11章 荧光的偏振性与荧光发射的各向异性
D=82$$ 11.1 荧光偏振状态的表征(偏振比和发射各向异性)
>0<KkBH 11.1.1 线性偏振光激发
& GzhcW~ 11.1.2 自然光激发
{80oRD2=Q 11.2 瞬时和稳态各向异性
!7kLFW 11.2.1 瞬时各向异性
1IF'>* 11.2.2 稳态各向异性
PK2Rj% 11.3 各向异性的加和法则
DUuC3^R 11.4 发射各向异性与发射跃迁矩角分布之间的关系
.,ppGc|* 11.5 分子固定不动取向随机分布的情形
v`_i1h9p{ 11.5.1 吸收跃迁矩和发射跃迁矩相互平行的情形
v/aPiFlw 11.5.2 吸收跃迁矩和发射跃迁矩非平行的情形
m[@%{ 11.6 转动布朗运动效应
vNK`Y|u@ 11.6.1 自由转动
5v!DYx 11.6.2 受阻转动
|?2 hml 11.7 应用
X #p o|,Q 参考文献
Gdf1+mi 第12章 超快荧光测量技术
0V>ESyae5 12.1 超快荧光测量技术简介
re ]Ste 12.2 荧光上转换技术
;o_V!<$ 12.2.1 相位匹配
\`P2Yq 12.2.2 光谱带宽与群速失配
<*A|pns 12.2.3 荧光上转换实验
W?"2;]( 12.3 光克尔门技术
]{Mci]H6T 12.3.1 光克尔荧光技术原理
~}7$uW0ol 12.3.2 光克尔荧光技术实验
`'[7~ Ew[ 12.4 荧光非共线光参量放大技术
*w'q 12.4.1 光参量放大基本原理
)p/=u@8_f 12.4.2 荧光光参量放大系统的基本构成
P|e:+G 7 12.4.3 数据采集系统
}&Wp3EWw 12.4.4 荧光收集系统
;T5,T 12.5 荧光放大光谱的失真与矫正
WA]%,6 12.5.1 影响光谱增益的因素
wVvqw/j*f 12.5.2 理论与实验的对比
l50|`
6t 12.5.3 光谱失真的解决方法
Xr@l+zr 参考文献
93E, 第13章 飞秒激光脉冲性质表征方法
%k3NT~ 13.1 飞秒激光脉冲
(C-,ljY 13.1.1 激光脉冲的数学表示
PwFQ #Z 13.1.2 脉冲波形与脉冲宽度
),nCq^Bp 13.1.3 色散、啁啾及其对脉冲宽度的影响
X
zi'Lu` 13.1.4 载波位相
p@?7^nIR*u 13.1.5 相速和群速
b(PHZCy# 13.1.6 波前及波前倾斜
QvG56:M3 13.2 激光脉冲脉宽测量方法
toS(UM n 13.2.1 自相关方法
dN$ 1$B^k 13.2.2 频率分辨光学开关方法
yCF"Z/. 13.2.3 光谱位相相干电场重建方法
Z&+NmOY4 13.3 脉冲激光载波位相及波前倾斜测量
ZdE>C 13.3.1 光谱干涉仪及载波位相的测量
#dva0%-1 13.3.2 波前倾斜测量
HG{&U:>) 13.3.3 非共线光参量放大的相速、群速匹配条件
ZNzR`6} 参考文献
Veb+^& 第14章 脉冲升温-纳秒时间分辨中红外瞬态吸收光谱
d] b~)!VW 14.1 引言
pY+.SuM 14.2 溶剂水(重水)的脉冲升温
'GEBxNH: 14.3 纳秒脉冲升温典型激光光源介绍
M!eoe5 14.3.1 高压气体拉曼频移池
@k=cN>ZMc 14.3.2 Ho:YAG脉冲激光器
:V&N\>Wo 14.4 红外探测光源
F^ I\X 14.4.1 一氧化碳激光器
eV[`P&j_C 14.4.2 红外单色仪定标
9
9Ba{qj 14.5 信号探测及数据采集系统
L*zbike 14.6 数据采集系统的改进
u~$WH, P3 14.7 温度定标
:y=!{J< 14.8 红外实验蛋白样品处理方法
lhLnyg Uk 14.9 脉冲升温-时间分辨中红外瞬态吸收光谱应用实例
a{<p'_ 14.9.1 细胞色素C热稳定性研究
BQyvj\uJ 14.9.2 二硫键异构酶(DsbC)生物学异常活性研究
?j1_
n,d 参考文献
DRH'A!r! 第15章 噪声与微弱信号测量
t9G}Yd[T 15.1 信噪比
G 6Wx3~ 15.2 噪声的种类、来源以及相应的减噪措施
_LJ5o_-N 15.3 随机噪声
~R :<Bw 15.3.1 随机噪声的正态分布
c5X`_ 15.3.2 典型随机噪声的频谱特性
w-
UKMW9" 15.3.3 噪声的时域特性:脉冲噪声、起伏噪声
VLf
g[*k 15.3.4 等效噪声带宽
?k
[%\jq{a 15.4 电子仪器的固有噪声
(7IqY1W 15.4.1 热噪声
C@*%AY 15.4.2 温漂的影响
*f79=x 15.4.3 散粒噪声
LYp'vZ! 15.4.4 接触噪声
D`~JbKV5@^ 15.4.5 放大器级联时的噪声
HbNYP/MN3 15.5 外部干扰噪声及其抑制
#2h+dk$1 15.5.1 外部干扰的途径
_e6a8 15.5.2 传导干扰的抑制
}0$mn)*k 15.5.3 公共阻抗耦合干扰的抑制
3rxo,pX94 15.5.4 空间耦合干扰的抑制
CV s8s 15.6 相敏检测技术
UE^D2 u 15.7 纳秒量级时间分辨实验中电磁干扰屏蔽举例
3@&bxYXm 参考文献
_)Qy4[S=d 第16章 接口及计算机控制简介
ue@8voZhS/ 16.1 常用仪器通信接口
;P3>>DZ 16.1.1 串行接口
9ftN8Svw 16.1.2 并行接口
\ZS\i4 16.1.3 GPIB/IEEE488接口
8)sg_JC 16.1.4 Ethernet接口
C*7!dW6 16.1.5 USB接口
Wdo#?@m 16.2 常用仪器控制编程
软件 u,fA! 16.2.1 Visual C
3@G;'|z 16.2.2 Visual Basic
l<TIG3bs 16.2.3 LabVIEW
iSlFRv?a 16.3 常用接口编程示例
):krJ+-/y 16.3.1 Visual Basic串口编程
i`+B4I8[ 16.3.2 Visual Basic并口编程
1 o|T 16.3.3 LabVIEW串口编程
Sr&T[ex,. 16.3.4 LabVIEW GPIB编程
vVAb'`ysv 参考文献