《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。
dZd]p8 《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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xiC.M6/ N40DL_-
kf' 4C
"} ]*rK; 目录
Jjx1`S*i 第1章 时间分辨光谱技术导论
#("E)P 1.1 时间分辨光谱概述
N71%l 1.1.1 时间分辨简介
S;!7/z 1.1.2 飞秒化学
SmP&wNHQf 1.2 量子波包
2;SiH]HNS 1.2.1 量子力学波包
8(:O5# 1.2.2 里德堡(Rydberg)态波包
]PH'G>x 1.2.3 波包再现结构
ge&!GO 1.2.4 波包的制备与激发光脉宽
oHethk 1.2.5 波包的产生
ukee.:{ 1.2.6 波包运动的实验测量方法
V$MMK 1.2.7 波包测量实例分析
Bv}i#D 1.3 密度矩阵表示
40;4= 1.3.1 相干态的密度矩阵表示
<)oW 1.3.2 密度算符与密度矩阵
u-wj\BU 1.3.3 纯态和混合态
5W_Rg:J{P 1.3.4 混合态的密度矩阵
pc]( 1.4 飞秒光相干振动激发的唯象处理
s%l^zA( 1.5 低频振动相干态冲击受激拉曼散射实验测量及理论分析
bqZ5GKUo 1.5.1 相干态冲击受激拉曼散射泵浦-探测实验测量
~5~Cpu2v7 1.5.2 相干态冲击受激拉曼散射实验结果的理论分析
Bh q]h 参考文献
~2 J!I^J 第2章 分子光谱学基础
MF5o\-&dN 2.1 光谱的量子本性
t "[2^2G 2.1.1 一维谐振子的波函数
Vfr.Yoy 2.1.2 角动量的量子化特征
8SO(pw9 2.2 轨道与电子态
tNDv[IF 2.2.1 原子轨道与电子态
Sh U1RQk 2.2.2 分子轨道与电子组态
`+T"^{
Z 2.3 分子对称性与分子点群
";w"dfC^ 2.4 电子跃迁与光谱
CGZ3-OW@E 2.4.1 分子的光吸收
|#O>DdKHT 2.4.2 跃迁矩
Cfst)[j 2.5 光谱跃迁选择定则
'iEu1! t\0 2.5.1 原子的电子跃迁选择定则
=D^R,Q 2.5.2 分子的电子态跃迁选择定则
v6'k`HnK 2.5.3 电子态跃迁中的振动跃迁选择定则
*)qxrBc0 2.5.4 纯振动、转动跃迁选择定则
`R_;n#3F0 2.6 激发态性质
9.l*#A^
2.6.1 激发态表示方法
zHQSx7Ow 5 2.6.2 激发态寿命
vqJq=\ .m 2.6.3 激发态能量
Jw
-3G3h 2.6.4 溶剂效应
|Y;[)s =q 2.6.5 无辐射跃迁过程
.vtV2lq 2.6.6 激发态反应的Kasha规则
p']oy;t 参考文献
43BqNQ0 第3章 飞秒激光技术
+(8Z8]Jf 3.1 飞秒脉冲
激光器的发展
zXv2plw( 3.2 克尔
透镜锁模掺钛蓝宝石飞秒激光振荡器
6fw2;$x" 3.2.1 掺钛蓝宝石晶体的性质
@`:z$52 3.2.2 克尔透镜锁模原理
JR4fJG 3.2.3 钛宝石激光器谐振腔
o#=O5@>ai 3.2.4 激光器锁模运转特性
6{?B`gm7g 3.2.5 色散与色散补偿
mW 'sdb 3.3 啁啾脉冲放大器
LZ1)zoJ 3.3.1 展宽器与压缩器
'"]U+aIg 3.3.2 啁啾脉冲放大器工作原理与结构
Xny{8Oo<1? 3.3.3 啁啾脉冲放大器实例介绍
8@d@T V!n& 3.4 非线性光学频率变换
/yTPb 3.4.1 近红外波段共线光参量放大
lw_PQ4Hp 3.4.2 可见光波段非共线光参量放大
sH+ 90|? 3.4.3 如何获得紫外、中红外波段的飞秒脉冲
h=MEQ-3jg 3.4.4 频率变换装置实例介绍
Nu7lPEM 参考文献
cPPTGpqw 第4章 非线性光谱学基础
+;N;r/d_i 4.1 密度算符
'Em633 4.1.1 纯态的密度算符
a3SBEkC 4.1.2 密度算符的时间演化
Yp;?Zq9 4.1.3 统计平均的密度算符
em?Q4t 4.1.4 二能级系统密度矩阵的时间演化:无微扰情形
}o@Dsx5 4.1.5 Liouville表示下的密度算符
A\)~y{9bQ 4.1.6 退位相
`-w;/A"MJ 4.1.7 各种表示的层级结构
T8>aU 4.1.8 二能级系统密度矩阵的时间演化:光学Bloch方程
T3h 1eU 4.2 微扰展开
L_R(K89w 4.2.1 动机:非微扰展开的局限
I"2*}v| 4.2.2 时间演化算符
IQQ QB 4.2.3 相互作用表象
V&J'2Lq 4.2.4 备注:Heisenberg表象
@ x5LrQ_`r 4.2.5 波函数的微扰展开
&/-}`hIAT 4.2.6 密度矩阵的微扰展开
L=V.@? 4.2.7 非线性光学简介
Jqz K5)
4.2.8 非线性极化强度
5b;~&N4~ 4.3 双边Feynman图
:HkXsZ 4.3.1 Liouville路径
O*ER3 4.3.2 时序和准冲击极限
;_p!20.( 4.3.3 旋转波近似
EfGy^`,'G 4.3.4 相位匹配
r&Qq,koE 参考文献
y=SVS3D 第5章 非线性光谱学原理及其应用
$Ahe Vps@@ 5.1 非线性光谱学
}mOo= )C! 5.1.1 线性光谱学
my%MXTm2 5.1.2 三能级系统的泵浦-探测光谱学
QfRo`l/V9 5.1.3 量子拍光谱学
y1 a1UiHGP 5.1.4 双脉冲光子回波光谱学
3U%kf<m= 5.2 退相位的微观理论:光谱线型的Kubo随机理论
|X;|=. 5.2.1 线性响应
nt$q< 57 5.2.2 非线性响应
t"jiLOQ[6 5.2.3 三脉冲光子回波光谱学
qpV"ii 5.3 退位相的微观理论:Brown振子模型
C{OkbE"Vym 5.3.1 含时哈密顿量的时间演化算符
O9_SVXWVw 5.3.2 Brown振子模型
3a}53?$ 5.4 二维光谱仪:三阶响应函数的直接测量
Tb}op XYK 5.4.1 单跃迁的二维光谱
H7(D8.y ) 5.4.2 一组耦合振子的二维红外光谱
%#C9E kr 5.4.3 弱耦合振动态的激子模型
PP8627uP 参考文献
-9(pOwN
|m 第6章 二维红外光谱
]D[\l$( 6.1 简介
~,.'#=V 6.1.1 二维红外光谱定义
lESv 6.1.2 二维红外光谱的用途
vL8Rg} Jh4 6.2 二维红外光谱原理
y+nX(@~f] 6.3 二维红外光谱实验
u9N/9 6.3.1 飞秒红外激光
光源 %a']TX 6.3.2 二维红外光谱仪
63/a 0Yn 6.3.3 二维红外光谱图
k5)a| 6.4 二维红外光谱的应用
i@mS8%|l 6.4.1 快速动态变化
zZ;V9KM>v 6.4.2 分子结构
q1Mt5O} 6.4.3 分子间相互作用
*U +<Hv`C 6.5 展望
fGoJP[ae 参考文献
:Q8*MJ3&V 第7章 二维电子态相干光谱原理、实验及理论
模拟 n0g8B 7.1 二维光谱原理
$i%#fN 7.2 二维可见光谱实验装置
F ESl#.} 7.3 数据采集及计算
m"!Q5[ 7.4 理论
kLc@U~M 7.5 实验结果与讨论
NuW6~PV 7.5.1 实验
|G_, 1$ 7.5.2 理论模拟
2}15FXgN 7.6 二维电子光谱应用举例
/}9)ZYMx 附:三能级系统的三阶响应函数
O_L>We@3E 参考文献
#HZ W57" 第8章 二维飞秒时间分辨光谱概论
"RgP! 8.1 背景介绍
S_?sJwM 8.2 一维傅里叶变换谱
AG><5 } 8.3 自由感应衰减
oX7_v_:J\R 8.4 非线性响应
xxA^A 8.5 信号辐射和传播
rE]Nr ;Ys 8.6 密度矩阵方法及双边费曼图
!*S,S{T8 8.7 二维傅里叶变换谱
$gZiW 8 参考文献
FmSE]et 第9章 飞秒瞬态吸收光谱及常规光路调节技术
z_Hkw3? 9.1 简介
WyRSy-{U(} 9.2 实验光路
b[<L
l%K 9.3 数据采集与计算
vo(:g6$ 9.3.1 瞬态光谱动力学
YQb503W"d~ 9.3.2 数据采集
}QBL{\E! 9.3.3 采集程序
$9P= 9.4 超快实验光路调节技巧
(2UA , 9.4.1 双镜法调节光路
0s79rJ 9.4.2 光程设定
~'F.tB 9.4.3 延迟线
+;4;~>Y 9.4.4 重合的调节
oW^>J- 9.4.5 光楔的使用
W]XM<# ^^ 9.4.6 偏振调节
>@Pw{Zh$ 9.4.7 翻转镜的使用
_>ZC;+c? 9.5 超连续白光
q" EW*k+
) 9.5.1 白光产生简介
:zY;eJK m 9.5.2 白光产生条件
LH.Gf 9.5.3 白光的色散与色差
a,(nf1@5 9.6 实验检错
P^!g0K 9.7 其他测量方法
|?nYs>K 9.7.1 锁相放大器
$0vWC#.A] 9.7.2 门积分平均器
h=\1ZQKC) 9.7.3 电荷耦合器件
-}PE(c1%?q 参考文献
/GX>L) 第10章 奇异值分解及全局拟合数据处理方法
]=9 d'WL 10.1 方法简介
ay|jq"a 10.2 数据矩阵的准备
g9CedD%40 10.3 奇异值分解的计算
pU'${Z~b 10.4 组分的选择方法
W?"l6s 10.5 物理模型的建立
P&=YLL<W 10.6 全局拟合
{ ^^5FE)% 参考文献
[+QyKyhTO 第11章 荧光的偏振性与荧光发射的各向异性
$-u c#57 11.1 荧光偏振状态的表征(偏振比和发射各向异性)
[oXSjLQm[ 11.1.1 线性偏振光激发
`e fiX^ 11.1.2 自然光激发
p(nO~I2E 11.2 瞬时和稳态各向异性
+ K`.ck 11.2.1 瞬时各向异性
k`&FyN^) 11.2.2 稳态各向异性
TGU7o:2 11.3 各向异性的加和法则
!Z |_3
11.4 发射各向异性与发射跃迁矩角分布之间的关系
_iCrQJ0"T 11.5 分子固定不动取向随机分布的情形
V)`A,7X 11.5.1 吸收跃迁矩和发射跃迁矩相互平行的情形
A FBH(ms't 11.5.2 吸收跃迁矩和发射跃迁矩非平行的情形
b8Z_oN5! 11.6 转动布朗运动效应
^/$dSXKF 11.6.1 自由转动
$${3I4 11.6.2 受阻转动
wVFa51a)yy 11.7 应用
cJbv,RV< 参考文献
Thu_`QP^ 第12章 超快荧光测量技术
Z,/^lg c, 12.1 超快荧光测量技术简介
i /I
12.2 荧光上转换技术
(X-(
WMsqQ 12.2.1 相位匹配
|vm-(HY! 12.2.2 光谱带宽与群速失配
}h1LH4 12.2.3 荧光上转换实验
_'17C/ 12.3 光克尔门技术
(+;D~iN` k 12.3.1 光克尔荧光技术原理
oV;sd5'LG 12.3.2 光克尔荧光技术实验
yz!L:1DG 12.4 荧光非共线光参量放大技术
EpKZ.lCU 12.4.1 光参量放大基本原理
>N 2kWSa 12.4.2 荧光光参量放大系统的基本构成
65JG#^)KaX 12.4.3 数据采集系统
TB?'<hD: 12.4.4 荧光收集系统
X lItg\R 12.5 荧光放大光谱的失真与矫正
AZE%fOG<i 12.5.1 影响光谱增益的因素
maHz3: 12.5.2 理论与实验的对比
B~k{f} 12.5.3 光谱失真的解决方法
Mpyza%zj 参考文献
gK;dfrU.8Y 第13章 飞秒激光脉冲性质表征方法
r7>FH!=: 13.1 飞秒激光脉冲
7Ok-T10 13.1.1 激光脉冲的数学表示
-?:8sv*X 13.1.2 脉冲波形与脉冲宽度
AzF*4x 13.1.3 色散、啁啾及其对脉冲宽度的影响
/3k[3 13.1.4 载波位相
V6](_w! 13.1.5 相速和群速
N\&VJc 13.1.6 波前及波前倾斜
lhJY]tQt/ 13.2 激光脉冲脉宽测量方法
qdwo 2u 13.2.1 自相关方法
5de1r B| 13.2.2 频率分辨光学开关方法
Lg(G&ljE@k 13.2.3 光谱位相相干电场重建方法
PX_9i@ZG 13.3 脉冲激光载波位相及波前倾斜测量
:h(3Ep 13.3.1 光谱干涉仪及载波位相的测量
~Q
Q1ZP3 13.3.2 波前倾斜测量
?lgE9I] 13.3.3 非共线光参量放大的相速、群速匹配条件
4[gbRn' 参考文献
#o[n. 第14章 脉冲升温-纳秒时间分辨中红外瞬态吸收光谱
UJDI[`2 14.1 引言
`>g\gaQ 14.2 溶剂水(重水)的脉冲升温
'YGP42# 14.3 纳秒脉冲升温典型激光光源介绍
k$m'ebrS.~ 14.3.1 高压气体拉曼频移池
+PWm=;tcC 14.3.2 Ho:YAG脉冲激光器
#y7 MB6- 14.4 红外探测光源
-c1-vGW/ 14.4.1 一氧化碳激光器
Yc-5Mr8*, 14.4.2 红外单色仪定标
L\"wz scn 14.5 信号探测及数据采集系统
ib
'l:GM 14.6 数据采集系统的改进
)
?kbHm 14.7 温度定标
/6[vF)& 14.8 红外实验蛋白样品处理方法
2?Ryk`2i) 14.9 脉冲升温-时间分辨中红外瞬态吸收光谱应用实例
".Q]FE@> 14.9.1 细胞色素C热稳定性研究
S{bp'9]$y 14.9.2 二硫键异构酶(DsbC)生物学异常活性研究
*^7^g!=z2 参考文献
}id)~h_@ 第15章 噪声与微弱信号测量
i !sVQ(: 15.1 信噪比
F?MVQ!K* 15.2 噪声的种类、来源以及相应的减噪措施
? eI)m 15.3 随机噪声
u81F^72U 15.3.1 随机噪声的正态分布
|5FEsts[
15.3.2 典型随机噪声的频谱特性
@ YWuWF 15.3.3 噪声的时域特性:脉冲噪声、起伏噪声
Lw^%<.DM+t 15.3.4 等效噪声带宽
_X<V`,
p 15.4 电子仪器的固有噪声
@>~S$nw/ 15.4.1 热噪声
WuF\{bUh 15.4.2 温漂的影响
g(s}R ? 15.4.3 散粒噪声
rVsCJuxI 15.4.4 接触噪声
[:e>FXV 15.4.5 放大器级联时的噪声
Ekrpg^3qp" 15.5 外部干扰噪声及其抑制
]v@ng8 15.5.1 外部干扰的途径
bT9:9LP 15.5.2 传导干扰的抑制
7KRNTnd 15.5.3 公共阻抗耦合干扰的抑制
[a$1{[|) 15.5.4 空间耦合干扰的抑制
H3d|eO4+W 15.6 相敏检测技术
SJj_e- 15.7 纳秒量级时间分辨实验中电磁干扰屏蔽举例
d3?gh[$ 参考文献
V_v+i c^ 第16章 接口及计算机控制简介
>dF #1 16.1 常用仪器通信接口
&.z-itiV 16.1.1 串行接口
RiZ}cd 16.1.2 并行接口
X3gYe-2 16.1.3 GPIB/IEEE488接口
FU}- .Ki 16.1.4 Ethernet接口
#q0xlF@ 16.1.5 USB接口
a04S&ezj 16.2 常用仪器控制编程
软件 kaR55 16.2.1 Visual C
Cx(HsJ!, 16.2.2 Visual Basic
E6G;fPd= E 16.2.3 LabVIEW
yfFe%8w_vw 16.3 常用接口编程示例
F3Vvqt*2 16.3.1 Visual Basic串口编程
6~s{HI! 16.3.2 Visual Basic并口编程
>B;S;_5=
16.3.3 LabVIEW串口编程
\B/( H)Cd* 16.3.4 LabVIEW GPIB编程
EOqV5$+ 参考文献