《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。
" }oH3L 《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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LOX} 3yp?|>e
C^8n;i9 5KI lU78 目录
j8#xNA 第1章 时间分辨光谱技术导论
ZtPnHs.x 1.1 时间分辨光谱概述
!bg2(2z 1.1.1 时间分辨简介
czu?]9;^
Z 1.1.2 飞秒化学
4<(U/58a* 1.2 量子波包
: 7Jpt3 1.2.1 量子力学波包
0V[`zOO(o 1.2.2 里德堡(Rydberg)态波包
~"8D] 1.2.3 波包再现结构
0P7sMCYu 1.2.4 波包的制备与激发光脉宽
"s.]amC 1.2.5 波包的产生
%.[jz,;) 1.2.6 波包运动的实验测量方法
6Ud6F t6 1.2.7 波包测量实例分析
b^q8s4( 1.3 密度矩阵表示
%Z]c[V. 1.3.1 相干态的密度矩阵表示
|O4LR,{G.w 1.3.2 密度算符与密度矩阵
$-ICTp 1.3.3 纯态和混合态
`m7w%J.> n 1.3.4 混合态的密度矩阵
)g
; !IL 1.4 飞秒光相干振动激发的唯象处理
odaCKhdk 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
[B+]F~}@ 1.5.1 相干态冲击受激拉曼散射泵浦-探测实验测量
Gw1Rp 1.5.2 相干态冲击受激拉曼散射实验结果的理论分析
$3c9iVK~_ 参考文献
q\]"}M8 第2章 分子光谱学基础
S<nf"oy_K 2.1 光谱的量子本性
xN
CU5 2.1.1 一维谐振子的波函数
f<;w1sM\ 2.1.2 角动量的量子化特征
Y6w7sr_R 2.2 轨道与电子态
=
iXHu
*g 2.2.1 原子轨道与电子态
xixdv{M<FF 2.2.2 分子轨道与电子组态
2.PZtl 2.3 分子对称性与分子点群
+]dh`8*8>1 2.4 电子跃迁与光谱
w8iXuRv 2.4.1 分子的光吸收
t$zeBOI) 2.4.2 跃迁矩
Y7_2pGvZ 2.5 光谱跃迁选择定则
E hw2o-s^ 2.5.1 原子的电子跃迁选择定则
ONU,R\jMb- 2.5.2 分子的电子态跃迁选择定则
>Sc/E}3 2.5.3 电子态跃迁中的振动跃迁选择定则
AJ"a 2.5.4 纯振动、转动跃迁选择定则
tQ7:4._ 2.6 激发态性质
XT` 2Z= 2.6.1 激发态表示方法
JcJc&cG 2.6.2 激发态寿命
J{qsCJiB 2.6.3 激发态能量
]TX"BH"2 2.6.4 溶剂效应
Uy98lv 2.6.5 无辐射跃迁过程
rm?C_ 2.6.6 激发态反应的Kasha规则
Ouos f1 参考文献
A!uO7".E 第3章 飞秒激光技术
)&vuT
q'7' 3.1 飞秒脉冲
激光器的发展
V ah&)&n 3.2 克尔
透镜锁模掺钛蓝宝石飞秒激光振荡器
ec3zoKtV 3.2.1 掺钛蓝宝石晶体的性质
`W9~u: F 3.2.2 克尔透镜锁模原理
,`,1s9\&t 3.2.3 钛宝石激光器谐振腔
cyTBp58
3.2.4 激光器锁模运转特性
Zgw4[GpL 3.2.5 色散与色散补偿
|A, <m#C 3.3 啁啾脉冲放大器
d\-v+'d*+ 3.3.1 展宽器与压缩器
u8r<B4k 3.3.2 啁啾脉冲放大器工作原理与结构
U+-R2w]#q_ 3.3.3 啁啾脉冲放大器实例介绍
tV"Jh>Z 3.4 非线性光学频率变换
;q&uk- 3.4.1 近红外波段共线光参量放大
}Yargj_Gn 3.4.2 可见光波段非共线光参量放大
FxdWJ|rN9D 3.4.3 如何获得紫外、中红外波段的飞秒脉冲
9 .18E(- 3.4.4 频率变换装置实例介绍
*4OB
88$ 参考文献
VOGx 第4章 非线性光谱学基础
w\lc;4U 4.1 密度算符
Pe/8=+qO 4.1.1 纯态的密度算符
WJTc/ 4.1.2 密度算符的时间演化
MWq1 "c 4.1.3 统计平均的密度算符
q#PMQR"C 4.1.4 二能级系统密度矩阵的时间演化:无微扰情形
6Wk9"?+1 4.1.5 Liouville表示下的密度算符
J;*2[o.N 4.1.6 退位相
!S#K6: 4.1.7 各种表示的层级结构
!uW;Ea? 4.1.8 二能级系统密度矩阵的时间演化:光学Bloch方程
J b?x-%Za 4.2 微扰展开
* -X`^R 4.2.1 动机:非微扰展开的局限
Ejt?B')aB5 4.2.2 时间演化算符
S{jm4LZ 4.2.3 相互作用表象
{HbSty 4.2.4 备注:Heisenberg表象
$EG9V++b3 4.2.5 波函数的微扰展开
WP5Vev9*+ 4.2.6 密度矩阵的微扰展开
k2/t~|5 4.2.7 非线性光学简介
ov\+&=IRG 4.2.8 非线性极化强度
.L9n 4.3 双边Feynman图
te;VGpv. 4.3.1 Liouville路径
V;d<S@$ 4.3.2 时序和准冲击极限
~A_1he~ 4.3.3 旋转波近似
3$4I 4.3.4 相位匹配
I<qG{PA 参考文献
%m##i 第5章 非线性光谱学原理及其应用
2sYz$ZGC"# 5.1 非线性光谱学
/HVxZ2bar 5.1.1 线性光谱学
E<'V6T9bi 5.1.2 三能级系统的泵浦-探测光谱学
*nB-]
w/ 5.1.3 量子拍光谱学
1h3`y 5.1.4 双脉冲光子回波光谱学
PIHKSAnq 5.2 退相位的微观理论:光谱线型的Kubo随机理论
eCjyx|:J 5.2.1 线性响应
L, 2;-b| 5.2.2 非线性响应
^B$cfs@* 5.2.3 三脉冲光子回波光谱学
j[4l'8Ek 5.3 退位相的微观理论:Brown振子模型
D<'G\#n3I= 5.3.1 含时哈密顿量的时间演化算符
pfQ3Y$z 5.3.2 Brown振子模型
Y^b}~t 5.4 二维光谱仪:三阶响应函数的直接测量
#<d'=R[AK 5.4.1 单跃迁的二维光谱
,z~"Mst 5.4.2 一组耦合振子的二维红外光谱
l
p|`n 5.4.3 弱耦合振动态的激子模型
{__NVv 参考文献
VV"w{#XKw 第6章 二维红外光谱
:A+}fBIN 6.1 简介
Kf# iF* 6.1.1 二维红外光谱定义
M_h8{ 6.1.2 二维红外光谱的用途
7c83g2|% 6.2 二维红外光谱原理
VNwOD-b/] 6.3 二维红外光谱实验
iL|5}x5\ 6.3.1 飞秒红外激光
光源 hE7rnn{ 6.3.2 二维红外光谱仪
xAr&sGMA 6.3.3 二维红外光谱图
:}CcWfbT 6.4 二维红外光谱的应用
jB,VlL 6.4.1 快速动态变化
U$WGe >, 6.4.2 分子结构
8WpZ" 6.4.3 分子间相互作用
M7{_"9X{ 6.5 展望
?8FJMFv;4% 参考文献
j!"5,~ 第7章 二维电子态相干光谱原理、实验及理论
模拟 vCUbbQz 7.1 二维光谱原理
y?Pw6;e. 7.2 二维可见光谱实验装置
W4(GI]`_+ 7.3 数据采集及计算
EFv^uve 7.4 理论
@U:PXCvh 7.5 实验结果与讨论
K/_"ybR7 7.5.1 实验
u/ri
{neP{ 7.5.2 理论模拟
X|C=Q 7.6 二维电子光谱应用举例
%~[@5<p 附:三能级系统的三阶响应函数
K{:[0oIHc 参考文献
thz[h5C?C 第8章 二维飞秒时间分辨光谱概论
[x'D+! 8.1 背景介绍
pTT00`R 8.2 一维傅里叶变换谱
e/x6{~ju^N 8.3 自由感应衰减
i:Gyi([C 8.4 非线性响应
DGg1TUE 8.5 信号辐射和传播
^%0^DN 8.6 密度矩阵方法及双边费曼图
F`1J&S;C 8.7 二维傅里叶变换谱
|uI~}pSG 参考文献
c]"w0a-`^@ 第9章 飞秒瞬态吸收光谱及常规光路调节技术
z
pDc~ebh 9.1 简介
i(kx'ua? 9.2 实验光路
_{n4jdw%( 9.3 数据采集与计算
]|u7P{Z"R 9.3.1 瞬态光谱动力学
~V0 GRPnI 9.3.2 数据采集
@"H7Q1Hg!* 9.3.3 采集程序
1jE {]/Y7& 9.4 超快实验光路调节技巧
#J t1AV 9.4.1 双镜法调节光路
H;0K4|I 9.4.2 光程设定
@>&b&uj7T 9.4.3 延迟线
D=K{(0{"/, 9.4.4 重合的调节
VQ8Fs/Zt! 9.4.5 光楔的使用
^Jw=5ImG 9.4.6 偏振调节
>M0^R}v 9.4.7 翻转镜的使用
/PbMt 9.5 超连续白光
gf}*}8D 9.5.1 白光产生简介
NKTy!zWh 9.5.2 白光产生条件
BAi`{?z$< 9.5.3 白光的色散与色差
S(/^_Y 9.6 实验检错
|T]&8Q)S 9.7 其他测量方法
].sD#~L_ 9.7.1 锁相放大器
0|g@;Pc 9.7.2 门积分平均器
^=8/I w 9.7.3 电荷耦合器件
.hUlI3z9 参考文献
CR;E*I${ 第10章 奇异值分解及全局拟合数据处理方法
Ti7
@{7> 10.1 方法简介
9W,%[ 10.2 数据矩阵的准备
) I(9qt>Y 10.3 奇异值分解的计算
JJ'f\f9 10.4 组分的选择方法
9|Ylv:sR 10.5 物理模型的建立
5,-:31(j\ 10.6 全局拟合
~NLthZ(O 参考文献
%V#MUi1 第11章 荧光的偏振性与荧光发射的各向异性
1 ^30]2'_ 11.1 荧光偏振状态的表征(偏振比和发射各向异性)
%gj7KF 11.1.1 线性偏振光激发
?9>wG7cps7 11.1.2 自然光激发
N1$PW~)Y 11.2 瞬时和稳态各向异性
`jyyRwSoe 11.2.1 瞬时各向异性
OUFy=5(%: 11.2.2 稳态各向异性
fs-LaV
0 11.3 各向异性的加和法则
cc>b#&s 11.4 发射各向异性与发射跃迁矩角分布之间的关系
?uU_N$x 11.5 分子固定不动取向随机分布的情形
2R,8q0qR: 11.5.1 吸收跃迁矩和发射跃迁矩相互平行的情形
3177 R>0 11.5.2 吸收跃迁矩和发射跃迁矩非平行的情形
D!ASO] 11.6 转动布朗运动效应
5z2("[8L& 11.6.1 自由转动
Bsha)< 11.6.2 受阻转动
gXU(0(Gq 11.7 应用
5<Uh2c 参考文献
n5;@}Rai 第12章 超快荧光测量技术
:{VXDT" 12.1 超快荧光测量技术简介
C%{2 sMJz 12.2 荧光上转换技术
(nXnP{yb 12.2.1 相位匹配
<
Wp)Y
12.2.2 光谱带宽与群速失配
k_uI&, 12.2.3 荧光上转换实验
LbYIRX 12.3 光克尔门技术
\m+=| 12.3.1 光克尔荧光技术原理
9%53_nx? 12.3.2 光克尔荧光技术实验
lrL:G[rt 12.4 荧光非共线光参量放大技术
:U/]*0b 12.4.1 光参量放大基本原理
`&'{R<cL 12.4.2 荧光光参量放大系统的基本构成
Ab>Kf r# 12.4.3 数据采集系统
UFu0{rY_ 12.4.4 荧光收集系统
H=w):kL| 12.5 荧光放大光谱的失真与矫正
2`j{n\/ 12.5.1 影响光谱增益的因素
0pG +yec 12.5.2 理论与实验的对比
^,FG9 12.5.3 光谱失真的解决方法
`'>~(8&zE 参考文献
uA;#*eiA/ 第13章 飞秒激光脉冲性质表征方法
#XB3Wden2 13.1 飞秒激光脉冲
7a^D[f0V 13.1.1 激光脉冲的数学表示
Dsn=fht 13.1.2 脉冲波形与脉冲宽度
uqU&k@ 13.1.3 色散、啁啾及其对脉冲宽度的影响
*SIYZE' 13.1.4 载波位相
DVMdRfA 13.1.5 相速和群速
R*0mCz^+h 13.1.6 波前及波前倾斜
uB3VCO.;_ 13.2 激光脉冲脉宽测量方法
mBb3Ta 13.2.1 自相关方法
JtsXMZz 13.2.2 频率分辨光学开关方法
VH<d[Mj 13.2.3 光谱位相相干电场重建方法
IG{Me 13.3 脉冲激光载波位相及波前倾斜测量
MkjB4:" 13.3.1 光谱干涉仪及载波位相的测量
mEu2@3^E } 13.3.2 波前倾斜测量
4;3Vc% 13.3.3 非共线光参量放大的相速、群速匹配条件
V6'u\Ch| 参考文献
`(`-S
md 第14章 脉冲升温-纳秒时间分辨中红外瞬态吸收光谱
|K;9b-\ 14.1 引言
+P Dk>PdEt 14.2 溶剂水(重水)的脉冲升温
x X[WX#'f 14.3 纳秒脉冲升温典型激光光源介绍
-Eig#]Se3 14.3.1 高压气体拉曼频移池
VzIZT{ 14.3.2 Ho:YAG脉冲激光器
6({)O1Z 14.4 红外探测光源
z5@i"%f 14.4.1 一氧化碳激光器
pZlt4 14.4.2 红外单色仪定标
6 C
O5:\ 14.5 信号探测及数据采集系统
6R^32VeK($ 14.6 数据采集系统的改进
D&I/Tbc 14.7 温度定标
!Ur.b
@ke 14.8 红外实验蛋白样品处理方法
:T?WN+3 14.9 脉冲升温-时间分辨中红外瞬态吸收光谱应用实例
<66%(J> 14.9.1 细胞色素C热稳定性研究
LwxJ:Kz. 14.9.2 二硫键异构酶(DsbC)生物学异常活性研究
esE!i0% 参考文献
%'_:#!9 第15章 噪声与微弱信号测量
}9W[7V? 15.1 信噪比
Ha/Qz'^S; 15.2 噪声的种类、来源以及相应的减噪措施
.VNz(s 15.3 随机噪声
MRK=\qjD
15.3.1 随机噪声的正态分布
Y\WVkd(+G 15.3.2 典型随机噪声的频谱特性
8~t8^eBg
15.3.3 噪声的时域特性:脉冲噪声、起伏噪声
HeO&p@ 15.3.4 等效噪声带宽
Yy 0" G 15.4 电子仪器的固有噪声
a^|9rho< 15.4.1 热噪声
4lpcJ+:o 15.4.2 温漂的影响
iY?#R& 15.4.3 散粒噪声
)=X g 15.4.4 接触噪声
wIR"!C>LE 15.4.5 放大器级联时的噪声
\`["IkSg7 15.5 外部干扰噪声及其抑制
tU2#Z=a 15.5.1 外部干扰的途径
l0URJRK{* 15.5.2 传导干扰的抑制
rc<Ix 15.5.3 公共阻抗耦合干扰的抑制
n1JV)4Mv 15.5.4 空间耦合干扰的抑制
.9=4Af 15.6 相敏检测技术
\'[tfSB 15.7 纳秒量级时间分辨实验中电磁干扰屏蔽举例
U^
,! 参考文献
F[%k;aJ 第16章 接口及计算机控制简介
RSbq<f>BFo 16.1 常用仪器通信接口
jP_s(PQ 16.1.1 串行接口
UcD<vg"p 16.1.2 并行接口
QdcuV\B} 16.1.3 GPIB/IEEE488接口
lF.kAEC 16.1.4 Ethernet接口
kZ)}tA7j 16.1.5 USB接口
?PTXgIC 16.2 常用仪器控制编程
软件 /SS~IhUX 16.2.1 Visual C
v<g~EjzCf 16.2.2 Visual Basic
4e
eh+T 16.2.3 LabVIEW
M|h B[ 16.3 常用接口编程示例
|[mmEYc 16.3.1 Visual Basic串口编程
dI%ho<zm] 16.3.2 Visual Basic并口编程
_F`JFMS 16.3.3 LabVIEW串口编程
H
lM7^3(& 16.3.4 LabVIEW GPIB编程
E@xrn+L>- 参考文献