《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。
rRMC<.= 《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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Cpr}*A
]ba<4:[Go 目录
-Fb/GZt| 第1章 时间分辨光谱技术导论
i9\Pks#l% 1.1 时间分辨光谱概述
Z^sO`C 1.1.1 时间分辨简介
^E9@L?? 1.1.2 飞秒化学
(C!fIRY 1.2 量子波包
MRs8l 1.2.1 量子力学波包
T+\BX$w/4e 1.2.2 里德堡(Rydberg)态波包
Qtk'^Fc 1.2.3 波包再现结构
),n?" 1.2.4 波包的制备与激发光脉宽
V!oyC$eV 1.2.5 波包的产生
Yd@9P2C 1.2.6 波包运动的实验测量方法
<1"6`24 1.2.7 波包测量实例分析
l|DOsI'r 1.3 密度矩阵表示
k&Sg`'LG8 1.3.1 相干态的密度矩阵表示
%K zURv 1.3.2 密度算符与密度矩阵
'?QZ7A 1.3.3 纯态和混合态
J%nJO3, 1.3.4 混合态的密度矩阵
#pf}q+A 1.4 飞秒光相干振动激发的唯象处理
4X^0:.bT& 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
3M^ / 1.5.1 相干态冲击受激拉曼散射泵浦-探测实验测量
S"lcePN 1.5.2 相干态冲击受激拉曼散射实验结果的理论分析
cewQQ& 参考文献
M+Dkn3bx 第2章 分子光谱学基础
?&?y-&.5- 2.1 光谱的量子本性
X[VQ 1 2.1.1 一维谐振子的波函数
"zr%Q'Ky 2.1.2 角动量的量子化特征
PoC24#vS 2.2 轨道与电子态
}ts?ZR^V, 2.2.1 原子轨道与电子态
Rq;R{a 2.2.2 分子轨道与电子组态
p{.EFa>H 2.3 分子对称性与分子点群
%bddR;c 2.4 电子跃迁与光谱
KxY|:-"Tt 2.4.1 分子的光吸收
fz:F*zT1 2.4.2 跃迁矩
ek.L(n,J| 2.5 光谱跃迁选择定则
r8@:Ko= a 2.5.1 原子的电子跃迁选择定则
2(UT;PSI 2.5.2 分子的电子态跃迁选择定则
:qI myaGQ 2.5.3 电子态跃迁中的振动跃迁选择定则
D@mDhhK_ 2.5.4 纯振动、转动跃迁选择定则
O^LzS&I*
2.6 激发态性质
1y
6H 2 2.6.1 激发态表示方法
X2s=~)`#c 2.6.2 激发态寿命
J9{B 2.6.3 激发态能量
[3j]r{0I 2.6.4 溶剂效应
Uq"RyvkpP 2.6.5 无辐射跃迁过程
!j\yt 2.6.6 激发态反应的Kasha规则
wjY3:S~ 参考文献
c!s{QWd% 第3章 飞秒激光技术
P4s:wuJ^ 3.1 飞秒脉冲
激光器的发展
F> ..eK 3.2 克尔
透镜锁模掺钛蓝宝石飞秒激光振荡器
ww=< = 3.2.1 掺钛蓝宝石晶体的性质
:I1bGa&I 3.2.2 克尔透镜锁模原理
r0_3 `;H 3.2.3 钛宝石激光器谐振腔
o6'`W2P 3.2.4 激光器锁模运转特性
&bTadd%0 3.2.5 色散与色散补偿
ZQ@^(64 3.3 啁啾脉冲放大器
F+9|D 3.3.1 展宽器与压缩器
$lUZm\R|k 3.3.2 啁啾脉冲放大器工作原理与结构
,VbP$1t 3.3.3 啁啾脉冲放大器实例介绍
Pf]L`haGN 3.4 非线性光学频率变换
KWM.b"WnXr 3.4.1 近红外波段共线光参量放大
@aI`ru+a 3.4.2 可见光波段非共线光参量放大
C}wmoYikV 3.4.3 如何获得紫外、中红外波段的飞秒脉冲
1Hzj-u&N/ 3.4.4 频率变换装置实例介绍
}&ZO
q'B 参考文献
>a
Q;8
第4章 非线性光谱学基础
5'.j+{" 4.1 密度算符
:;rd!)5 4.1.1 纯态的密度算符
)R,*>-OPJL 4.1.2 密度算符的时间演化
=U2`]50 4.1.3 统计平均的密度算符
vfmKY iLp 4.1.4 二能级系统密度矩阵的时间演化:无微扰情形
vcqL 4.1.5 Liouville表示下的密度算符
"c=\? 4.1.6 退位相
3]/w3|y 4.1.7 各种表示的层级结构
,f4Hl%T; 4.1.8 二能级系统密度矩阵的时间演化:光学Bloch方程
?2QssfB 4.2 微扰展开
gy,B+~p 4.2.1 动机:非微扰展开的局限
Z-Zox-I1}- 4.2.2 时间演化算符
9^>nZ6 4.2.3 相互作用表象
"rBo?%: 4.2.4 备注:Heisenberg表象
-k")#1 4.2.5 波函数的微扰展开
kx*=1AfU+Y 4.2.6 密度矩阵的微扰展开
&U!@l)< 4.2.7 非线性光学简介
|G!-FmIK 4.2.8 非线性极化强度
LBbk]I 4.3 双边Feynman图
Ez+.tbEA, 4.3.1 Liouville路径
OlQ7Yi> 4.3.2 时序和准冲击极限
l. !5/\ 4.3.3 旋转波近似
/mF%uI>: 4.3.4 相位匹配
V;Te =4 参考文献
`+{|k)2B 第5章 非线性光谱学原理及其应用
px".pYr0 5.1 非线性光谱学
h{qB\aK 5.1.1 线性光谱学
n:x6bPal] 5.1.2 三能级系统的泵浦-探测光谱学
mi6<;N2w| 5.1.3 量子拍光谱学
9^x'x@6 5.1.4 双脉冲光子回波光谱学
>@`D@_v 5.2 退相位的微观理论:光谱线型的Kubo随机理论
?3k;Yg/ 5.2.1 线性响应
>Y!5c 2~`; 5.2.2 非线性响应
[C.Pzo 5.2.3 三脉冲光子回波光谱学
Z<;am 5.3 退位相的微观理论:Brown振子模型
+)dQd T0Fq 5.3.1 含时哈密顿量的时间演化算符
s^)wh v`C 5.3.2 Brown振子模型
pk:YjJs 5.4 二维光谱仪:三阶响应函数的直接测量
lt`#or"o 5.4.1 单跃迁的二维光谱
;gP@d`s 5.4.2 一组耦合振子的二维红外光谱
h,LwC9 5.4.3 弱耦合振动态的激子模型
v=RQ"iv8 参考文献
#0zMPh /U} 第6章 二维红外光谱
a}c .]zm] 6.1 简介
?L|m:A` 6.1.1 二维红外光谱定义
cL?FloPc* 6.1.2 二维红外光谱的用途
7&DhEI ^ 6.2 二维红外光谱原理
Rbm"Qz 6.3 二维红外光谱实验
)u7y.o 6.3.1 飞秒红外激光
光源 $2~I-[ 6.3.2 二维红外光谱仪
t6W$t 6.3.3 二维红外光谱图
:RBp 6.4 二维红外光谱的应用
p;,Cvw{.;% 6.4.1 快速动态变化
2zZ" }Zr# 6.4.2 分子结构
]_G!(`Udh 6.4.3 分子间相互作用
"d^h Y}Xx 6.5 展望
3){ /u$iH. 参考文献
M[g9D 第7章 二维电子态相干光谱原理、实验及理论
模拟 >j%HVRW 7.1 二维光谱原理
/4}{SE 7.2 二维可见光谱实验装置
}lvD 5 7.3 数据采集及计算
/J")S?. [u 7.4 理论
H.3+5po 7.5 实验结果与讨论
2^'|[*$k1@ 7.5.1 实验
_l<e>zj 7.5.2 理论模拟
KP(RK4F 7.6 二维电子光谱应用举例
ROw9l!YF 附:三能级系统的三阶响应函数
*G"L]Nq# 参考文献
mI_ ?hl?Pv 第8章 二维飞秒时间分辨光谱概论
#T &z` 8.1 背景介绍
2m7Z:b 8.2 一维傅里叶变换谱
7A@]t_83Y 8.3 自由感应衰减
j-e/nZR@ 8.4 非线性响应
Z/n\Ak sE 8.5 信号辐射和传播
r+r-[z D( 8.6 密度矩阵方法及双边费曼图
sN]O]qYXJ 8.7 二维傅里叶变换谱
35|F?Jx.r 参考文献
PQ9.aJdw@- 第9章 飞秒瞬态吸收光谱及常规光路调节技术
;-Fr^|do y 9.1 简介
=B-a]?lM 9.2 实验光路
G$kspN*"A 9.3 数据采集与计算
+nU"P 9.3.1 瞬态光谱动力学
f mXU) 9.3.2 数据采集
wH&[Tg 9.3.3 采集程序
"^_9t'0 9.4 超快实验光路调节技巧
U>PF#@ C/ 9.4.1 双镜法调节光路
F0
x5(lpQ 9.4.2 光程设定
sq1Z;l31" 9.4.3 延迟线
zX*+J"x 9.4.4 重合的调节
XaOq &7 9.4.5 光楔的使用
XMzL\Edo 9.4.6 偏振调节
DlIy'@ . 9.4.7 翻转镜的使用
ZU\TA| 9.5 超连续白光
s
wgn( - 9.5.1 白光产生简介
f-!t31?XK 9.5.2 白光产生条件
j{PuZ^v1 9.5.3 白光的色散与色差
& c a- 9.6 实验检错
?|Y/&/;%I 9.7 其他测量方法
K.'II9-{ 9.7.1 锁相放大器
.b'hVOs{ 9.7.2 门积分平均器
\@6PA 9.7.3 电荷耦合器件
I`"B<=zi 参考文献
2O}UVp> 第10章 奇异值分解及全局拟合数据处理方法
rN* ,U\q 10.1 方法简介
$#E?`At{I 10.2 数据矩阵的准备
$!F_K 10.3 奇异值分解的计算
5[NF 10.4 组分的选择方法
`uK_}Vy_ 10.5 物理模型的建立
u
xi f-5 10.6 全局拟合
CtItzp 参考文献
u7R:7$H 第11章 荧光的偏振性与荧光发射的各向异性
^D`ARH 11.1 荧光偏振状态的表征(偏振比和发射各向异性)
BfQRw>dZ"{ 11.1.1 线性偏振光激发
E07g^y"}i 11.1.2 自然光激发
Id-?her>B 11.2 瞬时和稳态各向异性
<~ E'% 60; 11.2.1 瞬时各向异性
&Xw{%Rg 11.2.2 稳态各向异性
>:7W.QLRU 11.3 各向异性的加和法则
96M?tTa 11.4 发射各向异性与发射跃迁矩角分布之间的关系
^3`CP4DT 11.5 分子固定不动取向随机分布的情形
U-+%e:v
11.5.1 吸收跃迁矩和发射跃迁矩相互平行的情形
}ti+tM* 11.5.2 吸收跃迁矩和发射跃迁矩非平行的情形
M`{x*qR 11.6 转动布朗运动效应
;533;(d*o 11.6.1 自由转动
ODE9@]a 11.6.2 受阻转动
k8]=5C?k 11.7 应用
|4RuT
.-o 参考文献
F@=)jrO=$ 第12章 超快荧光测量技术
|%6zhkoufM 12.1 超快荧光测量技术简介
@H'pvFLK? 12.2 荧光上转换技术
tTa" JXG 12.2.1 相位匹配
&Uqm3z?v 12.2.2 光谱带宽与群速失配
hN%
h.;s 12.2.3 荧光上转换实验
mG;Gt=4 12.3 光克尔门技术
;Kb]v\C: 12.3.1 光克尔荧光技术原理
%\xwu(|kN 12.3.2 光克尔荧光技术实验
5|zISK%zHS 12.4 荧光非共线光参量放大技术
zD8q(]: A 12.4.1 光参量放大基本原理
NUiNn 7C 12.4.2 荧光光参量放大系统的基本构成
^"Y5V5 12.4.3 数据采集系统
-t28"jyj 12.4.4 荧光收集系统
=l&A9 >\ 12.5 荧光放大光谱的失真与矫正
5tyr$P! N 12.5.1 影响光谱增益的因素
K]q9wR'q 12.5.2 理论与实验的对比
S(;3gQ77 12.5.3 光谱失真的解决方法
5~WMb6/ 参考文献
NNUm=g^ 第13章 飞秒激光脉冲性质表征方法
U?dd+2^};t 13.1 飞秒激光脉冲
(bP\_F5D 13.1.1 激光脉冲的数学表示
4BSSJ@z 13.1.2 脉冲波形与脉冲宽度
v&CKtk!3{ 13.1.3 色散、啁啾及其对脉冲宽度的影响
@WuB&uF=d 13.1.4 载波位相
K<`"Sr 13.1.5 相速和群速
iRwqt-WZ 13.1.6 波前及波前倾斜
?kvc`7> 13.2 激光脉冲脉宽测量方法
+*OY%;dQ7@ 13.2.1 自相关方法
lH_S*FDa 13.2.2 频率分辨光学开关方法
c"mRMDg% 13.2.3 光谱位相相干电场重建方法
UYu 54`'kg 13.3 脉冲激光载波位相及波前倾斜测量
0q_Ol]<V 13.3.1 光谱干涉仪及载波位相的测量
{ZK"K+;h 13.3.2 波前倾斜测量
ebF},Q(48 13.3.3 非共线光参量放大的相速、群速匹配条件
wA`A+Z2*? 参考文献
WFBg3#p 第14章 脉冲升温-纳秒时间分辨中红外瞬态吸收光谱
H^s@qh)L 14.1 引言
x
Hw$ 14.2 溶剂水(重水)的脉冲升温
]#hT!VOd 14.3 纳秒脉冲升温典型激光光源介绍
$;<h<#_n; 14.3.1 高压气体拉曼频移池
d7o~$4h| 14.3.2 Ho:YAG脉冲激光器
maANxSzi 14.4 红外探测光源
2fc8w3 14.4.1 一氧化碳激光器
c9e
}P 14.4.2 红外单色仪定标
r>lC(x\B 14.5 信号探测及数据采集系统
IQK__) 14.6 数据采集系统的改进
-CW$p=y} 14.7 温度定标
p-U'5<n 14.8 红外实验蛋白样品处理方法
7Kx3G{5ja 14.9 脉冲升温-时间分辨中红外瞬态吸收光谱应用实例
>M7e'}0; 14.9.1 细胞色素C热稳定性研究
>mI-h 14.9.2 二硫键异构酶(DsbC)生物学异常活性研究
\IQP`JR 参考文献
ZgO7W]Z4 第15章 噪声与微弱信号测量
*(&,&$1K 15.1 信噪比
wL 5p0Xl 15.2 噪声的种类、来源以及相应的减噪措施
IXp P.d 15.3 随机噪声
Kb%j;y 15.3.1 随机噪声的正态分布
!F{ 5"$ 15.3.2 典型随机噪声的频谱特性
fTM^:vkO 15.3.3 噪声的时域特性:脉冲噪声、起伏噪声
hB:R8Y^?H 15.3.4 等效噪声带宽
x@bZ((w 15.4 电子仪器的固有噪声
(JC -4X_ 15.4.1 热噪声
(,\`?g 15.4.2 温漂的影响
1 'EMYQ 15.4.3 散粒噪声
wxPg*R+t 15.4.4 接触噪声
.a:Oj3=0 15.4.5 放大器级联时的噪声
st36xS 15.5 外部干扰噪声及其抑制
IsO'aFK)ln 15.5.1 外部干扰的途径
%>cc%(POO 15.5.2 传导干扰的抑制
->vfQwBFd 15.5.3 公共阻抗耦合干扰的抑制
#'z\[^vp 15.5.4 空间耦合干扰的抑制
Qwx}e\= 15.6 相敏检测技术
lfR"22t 15.7 纳秒量级时间分辨实验中电磁干扰屏蔽举例
nM8aC&Rd\ 参考文献
lqPRUkin 第16章 接口及计算机控制简介
>fo &H_a 16.1 常用仪器通信接口
^sH1YE}0 16.1.1 串行接口
{Z;W|w1t 16.1.2 并行接口
b]6;:Q!d 16.1.3 GPIB/IEEE488接口
{U=za1Ga 16.1.4 Ethernet接口
?"AcK"v 16.1.5 USB接口
Hkx FDU-K 16.2 常用仪器控制编程
软件 yB}y' 5 16.2.1 Visual C
M:?eK
[h 16.2.2 Visual Basic
-tx)7KV- 16.2.3 LabVIEW
+XWXHt 16.3 常用接口编程示例
f7OfN#I 16.3.1 Visual Basic串口编程
D4[5}NYU 16.3.2 Visual Basic并口编程
5n.4>yOY 16.3.3 LabVIEW串口编程
)+w0NhJw 16.3.4 LabVIEW GPIB编程
TO[5h Y\ 参考文献