《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。
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Cxr@ 《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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gNJ\*]SY QLn5:& Sq,x@ NGxuwHIQ8 目录
BdSTB" 第1章 时间分辨光谱技术导论
4)?c[aC4P 1.1 时间分辨光谱概述
"o`(
kYSF 1.1.1 时间分辨简介
,b/0_Q 1.1.2 飞秒化学
6%? NNEM 1.2 量子波包
B}p/ ,4x6 1.2.1 量子力学波包
wI:oe`?H 1.2.2 里德堡(Rydberg)态波包
ie)Qsw@ 1.2.3 波包再现结构
H74hv`G9 1.2.4 波包的制备与激发光脉宽
a&&EjI 1.2.5 波包的产生
d7@ N~<n 1.2.6 波包运动的实验测量方法
$O[ut. 1.2.7 波包测量实例分析
`7NgQ*g.d/ 1.3 密度矩阵表示
HH dc[pJ0D 1.3.1 相干态的密度矩阵表示
3 Xy>kG} 1.3.2 密度算符与密度矩阵
db`<E
< 1.3.3 纯态和混合态
9P]TIV. 1.3.4 混合态的密度矩阵
Z@>>ZS1Do 1.4 飞秒光相干振动激发的唯象处理
Sng V<J>zR 1.5 低频振动相干态冲击受激拉曼散射实验测量及理论分析
Zhw _L 1.5.1 相干态冲击受激拉曼散射泵浦-探测实验测量
*op7:o_ 1.5.2 相干态冲击受激拉曼散射实验结果的理论分析
cWm.'] 参考文献
YWTo]DJV 第2章 分子光谱学基础
E-RbFTVBA 2.1 光谱的量子本性
%j'lWwi 2.1.1 一维谐振子的波函数
uzsR*x%s- 2.1.2 角动量的量子化特征
oY{*X6:6< 2.2 轨道与电子态
=%bc;ZUu 2.2.1 原子轨道与电子态
nC z[#t 2.2.2 分子轨道与电子组态
Vi]D](^! 2.3 分子对称性与分子点群
bf3)^ 49} 2.4 电子跃迁与光谱
8s|r' 2.4.1 分子的光吸收
!0cfz5t 2.4.2 跃迁矩
WvR}c 2.5 光谱跃迁选择定则
L&eO?I=, 2.5.1 原子的电子跃迁选择定则
hcej?W8j 2.5.2 分子的电子态跃迁选择定则
JjM^\LwKkL 2.5.3 电子态跃迁中的振动跃迁选择定则
GU!|J71z 2.5.4 纯振动、转动跃迁选择定则
y`'Ly@s 2.6 激发态性质
GSl\n"S]= 2.6.1 激发态表示方法
4((Z8@iX/ 2.6.2 激发态寿命
A:N!H_x 2.6.3 激发态能量
UF}fmDi 2.6.4 溶剂效应
B3K%V|;z
) 2.6.5 无辐射跃迁过程
A1i-QG/6 2.6.6 激发态反应的Kasha规则
j J9| 参考文献
|>VHV} 4)< 第3章 飞秒激光技术
=uD2j9!"7 3.1 飞秒脉冲
激光器的发展
cZ5[A T 3.2 克尔
透镜锁模掺钛蓝宝石飞秒激光振荡器
Y5K!DMKY 3.2.1 掺钛蓝宝石晶体的性质
h$lY,7
3.2.2 克尔透镜锁模原理
g-6!+>w*>e 3.2.3 钛宝石激光器谐振腔
7/Ew(X8Fs 3.2.4 激光器锁模运转特性
Xa-]+_?Q 3.2.5 色散与色散补偿
sW[42A 3.3 啁啾脉冲放大器
C}45ZI4 3.3.1 展宽器与压缩器
L[IjzxUv 3.3.2 啁啾脉冲放大器工作原理与结构
enZW2o97c 3.3.3 啁啾脉冲放大器实例介绍
<&:3|2p 3.4 非线性光学频率变换
(RGl, x: 3.4.1 近红外波段共线光参量放大
>GqIpfn 3.4.2 可见光波段非共线光参量放大
d
;ry!X 3.4.3 如何获得紫外、中红外波段的飞秒脉冲
s*rtm 3.4.4 频率变换装置实例介绍
y![h 参考文献
=PXNg!B}D* 第4章 非线性光谱学基础
Rnj2Q!C2 4.1 密度算符
0\u_\%[ 4.1.1 纯态的密度算符
iPxSVH[ 4.1.2 密度算符的时间演化
ARslw*SJ 4.1.3 统计平均的密度算符
6?2/b`k 4.1.4 二能级系统密度矩阵的时间演化:无微扰情形
|IZG`3 4.1.5 Liouville表示下的密度算符
Y ||!V 4.1.6 退位相
}**^g: 4.1.7 各种表示的层级结构
S&@~F| 4.1.8 二能级系统密度矩阵的时间演化:光学Bloch方程
gm4-w 9M[p 4.2 微扰展开
@"Do8p!*(6 4.2.1 动机:非微扰展开的局限
g~N)~]0{ 4.2.2 时间演化算符
T<P4+#JK 4.2.3 相互作用表象
r)ga{Nn,. 4.2.4 备注:Heisenberg表象
a ipvG 4.2.5 波函数的微扰展开
2Ask] 4.2.6 密度矩阵的微扰展开
k5W5 9tz 4.2.7 非线性光学简介
m_oBV|v{ 4.2.8 非线性极化强度
|qfnbi-\ 4.3 双边Feynman图
f'*HP%+Y 4.3.1 Liouville路径
>pz/wTOi 4.3.2 时序和准冲击极限
;sb0,2YyP 4.3.3 旋转波近似
lkBab$S) 4.3.4 相位匹配
IC7n;n9 参考文献
6]na#< 第5章 非线性光谱学原理及其应用
("wPkm^ 5.1 非线性光谱学
jUdW o}/ 5.1.1 线性光谱学
RDk{;VED{ 5.1.2 三能级系统的泵浦-探测光谱学
5Gg`+o 5.1.3 量子拍光谱学
2x'JR yef 5.1.4 双脉冲光子回波光谱学
7-bU9{5 5.2 退相位的微观理论:光谱线型的Kubo随机理论
65qH 5.2.1 线性响应
zaR~ fO 5.2.2 非线性响应
j @sd x)1+ 5.2.3 三脉冲光子回波光谱学
/\h&t6B1 5.3 退位相的微观理论:Brown振子模型
lLoFM 5.3.1 含时哈密顿量的时间演化算符
Eo)n(
Z9 5.3.2 Brown振子模型
NcRY
Ch 5.4 二维光谱仪:三阶响应函数的直接测量
KG)Y{-Ao 5.4.1 单跃迁的二维光谱
H#G'q_uHH 5.4.2 一组耦合振子的二维红外光谱
?\.P 5.4.3 弱耦合振动态的激子模型
v&p\r'w 参考文献
Aln\:1MU 第6章 二维红外光谱
(8k3z` 6.1 简介
Bglh}_X 6.1.1 二维红外光谱定义
:8MpSvCV 6.1.2 二维红外光谱的用途
A .*}< 6.2 二维红外光谱原理
dorZ O2Uc 6.3 二维红外光谱实验
*}cF]8c5W 6.3.1 飞秒红外激光
光源 kQwBrb4 6.3.2 二维红外光谱仪
99H!~bSS 6.3.3 二维红外光谱图
Q{V|{yV^y 6.4 二维红外光谱的应用
l\jf]BHX' 6.4.1 快速动态变化
m>:3Ku 6.4.2 分子结构
pOpie5)7X 6.4.3 分子间相互作用
:1=mNrg 6.5 展望
g@KS\.m] 参考文献
<wc=SMmO 第7章 二维电子态相干光谱原理、实验及理论
模拟 -i7W|X" 7.1 二维光谱原理
^~8l|d_ 7.2 二维可见光谱实验装置
@R(6w{h9 7.3 数据采集及计算
Sh}AGNE' 7.4 理论
T'0Ot3m` 7.5 实验结果与讨论
s3Y
\,9\ 7.5.1 实验
!$f@j6. 7.5.2 理论模拟
$yHlkd`Y 7.6 二维电子光谱应用举例
B7_:,R.l 附:三能级系统的三阶响应函数
#*1\h=bzmW 参考文献
)nTOIfP2 第8章 二维飞秒时间分辨光谱概论
R/A40i 8.1 背景介绍
>Ix)jSNLgo 8.2 一维傅里叶变换谱
ZSU;>&>%v 8.3 自由感应衰减
Ri"3o 8.4 非线性响应
]7fqVOiOu 8.5 信号辐射和传播
N@)tU;U3O 8.6 密度矩阵方法及双边费曼图
&=xm>;`3 8.7 二维傅里叶变换谱
gNo.&G [ 参考文献
RWz^
MV5K 第9章 飞秒瞬态吸收光谱及常规光路调节技术
$+R0RqV$V~ 9.1 简介
/t(dhz&xN 9.2 实验光路
lpj$\WI= 9.3 数据采集与计算
sn]8h2z 9.3.1 瞬态光谱动力学
=uIu0_v 9.3.2 数据采集
B}C"Xc 9.3.3 采集程序
W{?7Pn?1` 9.4 超快实验光路调节技巧
*3s4JK 9.4.1 双镜法调节光路
MX xRM~ 9.4.2 光程设定
1wi{lJaz 9.4.3 延迟线
;sS N 9.4.4 重合的调节
3;>|*(cO 9.4.5 光楔的使用
AJI,>I,}} 9.4.6 偏振调节
ZS4lb=)G 9.4.7 翻转镜的使用
vLXN{ ] 9.5 超连续白光
6&`.C/"2 9.5.1 白光产生简介
Yvcd(2 9.5.2 白光产生条件
ry/AF 9.5.3 白光的色散与色差
N;9@-Tb 9.6 实验检错
a.y_o50#T 9.7 其他测量方法
`s Az1/N 9.7.1 锁相放大器
`u3to{ 9.7.2 门积分平均器
6OkN(tL&. 9.7.3 电荷耦合器件
I;S[Ft8d 参考文献
2a3hm8%U 第10章 奇异值分解及全局拟合数据处理方法
hCQzD2 10.1 方法简介
"~jt0pp 10.2 数据矩阵的准备
1NtN-o)N? 10.3 奇异值分解的计算
`i<;5s!rX 10.4 组分的选择方法
~ou*'
w@ 10.5 物理模型的建立
)3V5P%Q 10.6 全局拟合
Ec y|l; 参考文献
\H!ECTI 第11章 荧光的偏振性与荧光发射的各向异性
z)='MKrEt- 11.1 荧光偏振状态的表征(偏振比和发射各向异性)
): 11.1.1 线性偏振光激发
s/ibj@h 11.1.2 自然光激发
<]r.wn=}M 11.2 瞬时和稳态各向异性
>?ZH[A 11.2.1 瞬时各向异性
Dt0S"`^=k 11.2.2 稳态各向异性
7?:7}xb- 11.3 各向异性的加和法则
)@DH& 11.4 发射各向异性与发射跃迁矩角分布之间的关系
c{Nk"gEfRA 11.5 分子固定不动取向随机分布的情形
0(iTnzx0 11.5.1 吸收跃迁矩和发射跃迁矩相互平行的情形
{s6;6>-kPW 11.5.2 吸收跃迁矩和发射跃迁矩非平行的情形
HF"
v
\ 11.6 转动布朗运动效应
"gADHt=MIR 11.6.1 自由转动
,3Y~ #{,i 11.6.2 受阻转动
*-(J$4RNz 11.7 应用
RLOB 参考文献
f^@`[MJj1C 第12章 超快荧光测量技术
Q/o!&& 12.1 超快荧光测量技术简介
R?a)2jl 12.2 荧光上转换技术
8zS't2
u 12.2.1 相位匹配
wrv-"%u) 12.2.2 光谱带宽与群速失配
JhRXfIK>{ 12.2.3 荧光上转换实验
@C{IgV 12.3 光克尔门技术
-yHVydu= 12.3.1 光克尔荧光技术原理
TBHIcX 12.3.2 光克尔荧光技术实验
X[\b!<C 12.4 荧光非共线光参量放大技术
PsU.dv[ 12.4.1 光参量放大基本原理
ER~m
&JI 12.4.2 荧光光参量放大系统的基本构成
<*E{zr& 12.4.3 数据采集系统
n*(Vf'k 12.4.4 荧光收集系统
|v#N 12.5 荧光放大光谱的失真与矫正
+/y 3]} 12.5.1 影响光谱增益的因素
Z;M]^? 12.5.2 理论与实验的对比
r+-KrO' 12.5.3 光谱失真的解决方法
Pf5RlpL:p 参考文献
NTS
tk{s, 第13章 飞秒激光脉冲性质表征方法
#m{K 13.1 飞秒激光脉冲
rs2G{a 13.1.1 激光脉冲的数学表示
D ksSD 13.1.2 脉冲波形与脉冲宽度
9`yG[OA 13.1.3 色散、啁啾及其对脉冲宽度的影响
*xR;}%s\ 13.1.4 载波位相
C8>zr6)1
13.1.5 相速和群速
o_ka'| 13.1.6 波前及波前倾斜
ES p)% 13.2 激光脉冲脉宽测量方法
NXb_hF 13.2.1 自相关方法
o<ak&LX`9 13.2.2 频率分辨光学开关方法
-fIX6 13.2.3 光谱位相相干电场重建方法
QNj hA '[T 13.3 脉冲激光载波位相及波前倾斜测量
":E
7#9 13.3.1 光谱干涉仪及载波位相的测量
?3~]H 13.3.2 波前倾斜测量
NPc]/n?vDj 13.3.3 非共线光参量放大的相速、群速匹配条件
*ci,;-*C 参考文献
XF(0>- 第14章 脉冲升温-纳秒时间分辨中红外瞬态吸收光谱
_Bm/v^( 14.1 引言
A@-nn] 14.2 溶剂水(重水)的脉冲升温
${Cb1|g>j 14.3 纳秒脉冲升温典型激光光源介绍
E:/G!1 14.3.1 高压气体拉曼频移池
c'B6E1}sx 14.3.2 Ho:YAG脉冲激光器
|3`Sd;^; 14.4 红外探测光源
#ak2[UOT 14.4.1 一氧化碳激光器
:fz&)e9 14.4.2 红外单色仪定标
<cm,U)j2 14.5 信号探测及数据采集系统
]o`qI#{R~R 14.6 数据采集系统的改进
sN0S~}F+ 14.7 温度定标
o"dX3jd 14.8 红外实验蛋白样品处理方法
f(~xdR))eh 14.9 脉冲升温-时间分辨中红外瞬态吸收光谱应用实例
W<C
\g~\ 14.9.1 细胞色素C热稳定性研究
b-R!oP+vP 14.9.2 二硫键异构酶(DsbC)生物学异常活性研究
d1VNTB 参考文献
+ptVAg+ 第15章 噪声与微弱信号测量
#s'9Ydd 15.1 信噪比
I:l<t* 15.2 噪声的种类、来源以及相应的减噪措施
fWie fv[& 15.3 随机噪声
*X- 6]C 15.3.1 随机噪声的正态分布
l]D?S]{a 15.3.2 典型随机噪声的频谱特性
!i=LQUi. 15.3.3 噪声的时域特性:脉冲噪声、起伏噪声
0;
GnR 0 15.3.4 等效噪声带宽
!dQG 5v 15.4 电子仪器的固有噪声
\x?q!(;G2 15.4.1 热噪声
|6/k2d{,( 15.4.2 温漂的影响
5q?2?j/h 15.4.3 散粒噪声
U,
_nEx 15.4.4 接触噪声
6Yhd [I3 15.4.5 放大器级联时的噪声
6U[`CGL66 15.5 外部干扰噪声及其抑制
;BzbWvBo 15.5.1 外部干扰的途径
?,~B@Kx 15.5.2 传导干扰的抑制
,>% 2`Z) 15.5.3 公共阻抗耦合干扰的抑制
?oF+?l 15.5.4 空间耦合干扰的抑制
;v%Fw!b032 15.6 相敏检测技术
'F>eieO 15.7 纳秒量级时间分辨实验中电磁干扰屏蔽举例
&5>R>rnB 参考文献
5ZeE& vG2 第16章 接口及计算机控制简介
Ojqbj0E9 16.1 常用仪器通信接口
8OE=7PK 16.1.1 串行接口
N>qOiw[ 16.1.2 并行接口
8q9HQ4dsL 16.1.3 GPIB/IEEE488接口
\; ! oG 16.1.4 Ethernet接口
ArWMbT>Zqw 16.1.5 USB接口
Sc03vfmo"N 16.2 常用仪器控制编程
软件 I^erMQn[ z 16.2.1 Visual C
^Xv_y+ 16.2.2 Visual Basic
:xOne<@ 16.2.3 LabVIEW
hu}`,2 16.3 常用接口编程示例
c\"t+/Z 16.3.1 Visual Basic串口编程
'p<lfT 16.3.2 Visual Basic并口编程
I3 /^{-n 16.3.3 LabVIEW串口编程
gB/4ro8 16.3.4 LabVIEW GPIB编程
/@Qg'Q# 参考文献