《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。
aZ8h[#]7 《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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Ff77
OdO{xG G@ ty':`) 目录
_wMc*kjJO 第1章 时间分辨光谱技术导论
"_t4F4z 1.1 时间分辨光谱概述
&Y 'z?N 1.1.1 时间分辨简介
`hzd|GmX 1.1.2 飞秒化学
STv(kQs 1.2 量子波包
^n
t~-% 1.2.1 量子力学波包
RvWFF^, . 1.2.2 里德堡(Rydberg)态波包
VIetcs 1.2.3 波包再现结构
6tX.(/+L 1.2.4 波包的制备与激发光脉宽
GX7VlI[ 1.2.5 波包的产生
fQxSMPWB 1.2.6 波包运动的实验测量方法
e,^pMg~ 1.2.7 波包测量实例分析
HTw#U2A;+ 1.3 密度矩阵表示
v<j2L"bj 1.3.1 相干态的密度矩阵表示
)#C_mB$-# 1.3.2 密度算符与密度矩阵
o.v2z~V 1.3.3 纯态和混合态
T)`gm{T 1.3.4 混合态的密度矩阵
/\~l1.6` 1.4 飞秒光相干振动激发的唯象处理
@sN^BX`z 1.5 低频振动相干态冲击受激拉曼散射实验测量及理论分析
S=4R5igrC 1.5.1 相干态冲击受激拉曼散射泵浦-探测实验测量
?b5H
2W 1.5.2 相干态冲击受激拉曼散射实验结果的理论分析
j|ozGO 参考文献
T{ok +$w2 第2章 分子光谱学基础
U8E0~[y' 2.1 光谱的量子本性
!`Le`c 2.1.1 一维谐振子的波函数
r;9z5' 2.1.2 角动量的量子化特征
f7.m=lbe 2.2 轨道与电子态
ZH% we 2.2.1 原子轨道与电子态
Dp^95V@ 2.2.2 分子轨道与电子组态
^[0"vtb 2.3 分子对称性与分子点群
2,+d|1(4o 2.4 电子跃迁与光谱
R !9qQn? 2.4.1 分子的光吸收
h5j<u 2.4.2 跃迁矩
tO7I&LNE 2.5 光谱跃迁选择定则
m.!wsw 2.5.1 原子的电子跃迁选择定则
iEe#aO"D! 2.5.2 分子的电子态跃迁选择定则
aJa.U^1{ 2.5.3 电子态跃迁中的振动跃迁选择定则
Mg+4huT 2.5.4 纯振动、转动跃迁选择定则
1PmX."a 2.6 激发态性质
>n(F4C-pl 2.6.1 激发态表示方法
3<+z46`? 2.6.2 激发态寿命
Q@3B{ 2.6.3 激发态能量
R#D#{cC( 2.6.4 溶剂效应
(,shiK[5f 2.6.5 无辐射跃迁过程
%Or2iuO%-, 2.6.6 激发态反应的Kasha规则
JfSdUWxT 参考文献
I-TlrW=t 第3章 飞秒激光技术
FQ1arUOFW, 3.1 飞秒脉冲
激光器的发展
Ll?g.z" 3.2 克尔
透镜锁模掺钛蓝宝石飞秒激光振荡器
2HSb.&7-G 3.2.1 掺钛蓝宝石晶体的性质
E_]k>bf\ 3.2.2 克尔透镜锁模原理
p x0Sy| 3.2.3 钛宝石激光器谐振腔
@FU~1u3d 3.2.4 激光器锁模运转特性
A4}#U=3tI 3.2.5 色散与色散补偿
0juDuE? 3.3 啁啾脉冲放大器
h>| g2h 3.3.1 展宽器与压缩器
db'K!M) 3.3.2 啁啾脉冲放大器工作原理与结构
IEc>.J|T& 3.3.3 啁啾脉冲放大器实例介绍
1b8c67j[ 3.4 非线性光学频率变换
,b4g.CV 3.4.1 近红外波段共线光参量放大
;KL9oV!<f 3.4.2 可见光波段非共线光参量放大
;sCU[4 3.4.3 如何获得紫外、中红外波段的飞秒脉冲
sLZ>v 3.4.4 频率变换装置实例介绍
g[AA,@p+ 参考文献
zPHy2H$28 第4章 非线性光谱学基础
vn ``0!FX 4.1 密度算符
JS PW>W" 4.1.1 纯态的密度算符
0lBat_<8 4.1.2 密度算符的时间演化
M.S
s:ttj 4.1.3 统计平均的密度算符
%Sul4: D# 4.1.4 二能级系统密度矩阵的时间演化:无微扰情形
'd+:D' 4.1.5 Liouville表示下的密度算符
y)tYSTJK 4.1.6 退位相
@"w2R$o 4.1.7 各种表示的层级结构
FZH-q!"^cK 4.1.8 二能级系统密度矩阵的时间演化:光学Bloch方程
x_k S
g 4.2 微扰展开
IyOpju)? 4.2.1 动机:非微扰展开的局限
qv$!\ T 4.2.2 时间演化算符
J$rJd9t 4.2.3 相互作用表象
o _(0 4.2.4 备注:Heisenberg表象
%2}C'MqS 4.2.5 波函数的微扰展开
\1]rlzXGUT 4.2.6 密度矩阵的微扰展开
}s(C^0x 4.2.7 非线性光学简介
rpSr^slr 4.2.8 非线性极化强度
d-h"JZ9 4.3 双边Feynman图
JdO)YlM- 4.3.1 Liouville路径
`[OXVs,7" 4.3.2 时序和准冲击极限
ifvU"l 4.3.3 旋转波近似
.$P|^Zx, 4.3.4 相位匹配
=},{8fZ4 参考文献
5N1}Ns 第5章 非线性光谱学原理及其应用
p&\K9hfi 5.1 非线性光谱学
e6 2y 5.1.1 线性光谱学
BKX9SL] 5.1.2 三能级系统的泵浦-探测光谱学
>(OYK}ZN 5.1.3 量子拍光谱学
\q,s?`+B 5.1.4 双脉冲光子回波光谱学
i%MA"I\9 5.2 退相位的微观理论:光谱线型的Kubo随机理论
dqxd3,Z 5.2.1 线性响应
L_k9g12 5.2.2 非线性响应
%Ci^*zb 5.2.3 三脉冲光子回波光谱学
O)1E$#~ 5.3 退位相的微观理论:Brown振子模型
j %H`0 5.3.1 含时哈密顿量的时间演化算符
F3Dt7q 5.3.2 Brown振子模型
bNXAU\M^ 5.4 二维光谱仪:三阶响应函数的直接测量
nPOO3!<{ 5.4.1 单跃迁的二维光谱
P:^=m*d 5.4.2 一组耦合振子的二维红外光谱
u1N1n;# 5.4.3 弱耦合振动态的激子模型
P.h.MA] 参考文献
Wy.";/C 第6章 二维红外光谱
ikIzhUWE 6.1 简介
M/} aq 6.1.1 二维红外光谱定义
pqH4w(; 6.1.2 二维红外光谱的用途
ULIFSd Y 6.2 二维红外光谱原理
r6MB"4xd 6.3 二维红外光谱实验
D^|7#b,zcH 6.3.1 飞秒红外激光
光源 S/fW/W*/} 6.3.2 二维红外光谱仪
ED/FlL{ 6.3.3 二维红外光谱图
v8~YR'T0`V 6.4 二维红外光谱的应用
Fg4@On[,i 6.4.1 快速动态变化
~~q}cywBk 6.4.2 分子结构
as#J qE 6.4.3 分子间相互作用
p-Pz=Cx- 6.5 展望
>C# kqxfg 参考文献
O|7yP30?M 第7章 二维电子态相干光谱原理、实验及理论
模拟 ,T{oy:rB 7.1 二维光谱原理
JhJLqb@q 7.2 二维可见光谱实验装置
S>#R_H<( 7.3 数据采集及计算
jtCZfFD? 7.4 理论
V^2-_V]8 7.5 实验结果与讨论
nE7JLtbH 7.5.1 实验
e#khl9j*bt 7.5.2 理论模拟
6__K#r 7.6 二维电子光谱应用举例
"xn|zB 附:三能级系统的三阶响应函数
yl/a:Q 参考文献
"{ FoA3g| 第8章 二维飞秒时间分辨光谱概论
${>DhfF 8.1 背景介绍
a:b^!H># 8.2 一维傅里叶变换谱
aq kix"J 8.3 自由感应衰减
CV3DMA 8.4 非线性响应
="3,}qR 8.5 信号辐射和传播
^yJ:+m;6K 8.6 密度矩阵方法及双边费曼图
V7@
{D 8.7 二维傅里叶变换谱
{ 8p\Y 参考文献
VMF|iB 第9章 飞秒瞬态吸收光谱及常规光路调节技术
Onw24& 9.1 简介
]Uh1l.O 9.2 实验光路
6v>z h 9.3 数据采集与计算
NnOI:X { 9.3.1 瞬态光谱动力学
+v-LL*fa 9.3.2 数据采集
e "n|jRh 9.3.3 采集程序
RHI&j~ 9.4 超快实验光路调节技巧
`)tA
YH 9.4.1 双镜法调节光路
}dKLMNqPA 9.4.2 光程设定
7xT[<?, 9.4.3 延迟线
z mbZ 9.4.4 重合的调节
u5F}( +4r 9.4.5 光楔的使用
?wCs&tM 9.4.6 偏振调节
eM }W6vIn 9.4.7 翻转镜的使用
N"1QX6 9.5 超连续白光
mp:m`sh*i 9.5.1 白光产生简介
l#xw.2bo 9.5.2 白光产生条件
h'!V8'}O? 9.5.3 白光的色散与色差
d1bhJK 9.6 实验检错
P7r4ePtLk{ 9.7 其他测量方法
eXG57<t ON 9.7.1 锁相放大器
U|?,N0%Z1 9.7.2 门积分平均器
C0<YH " 9.7.3 电荷耦合器件
t3>$|}O]t 参考文献
oIxH 3T 第10章 奇异值分解及全局拟合数据处理方法
A{(T'/~" 10.1 方法简介
3]`mQm E 10.2 数据矩阵的准备
^*>n4U 10.3 奇异值分解的计算
|_nC6; 10.4 组分的选择方法
wv^b_DR 10.5 物理模型的建立
@|=UrKA N 10.6 全局拟合
!
Rvn'|! 参考文献
1R^4C8*B 第11章 荧光的偏振性与荧光发射的各向异性
nq@5j0fK 11.1 荧光偏振状态的表征(偏振比和发射各向异性)
5Eal1Qu 11.1.1 线性偏振光激发
=UUd8,C/ 11.1.2 自然光激发
aTClw<6} 11.2 瞬时和稳态各向异性
GX5W^//} 11.2.1 瞬时各向异性
#_fY4vEO 11.2.2 稳态各向异性
EneAX&SG 11.3 各向异性的加和法则
H&K3"Ulw 11.4 发射各向异性与发射跃迁矩角分布之间的关系
l&|)O6N 11.5 分子固定不动取向随机分布的情形
U`1l8'W}:# 11.5.1 吸收跃迁矩和发射跃迁矩相互平行的情形
:o$@F-$k 11.5.2 吸收跃迁矩和发射跃迁矩非平行的情形
g@u;Y5 11.6 转动布朗运动效应
H"D5e 11.6.1 自由转动
0!_*S ) 11.6.2 受阻转动
(3O1?n[n 11.7 应用
(YrR8 参考文献
f3t.T=S 第12章 超快荧光测量技术
~S;! T 12.1 超快荧光测量技术简介
b0YNac.l 12.2 荧光上转换技术
/RqhykgZ 12.2.1 相位匹配
=GTD"*vwr 12.2.2 光谱带宽与群速失配
u-39r^`5 12.2.3 荧光上转换实验
LzE/g)> 12.3 光克尔门技术
`p1DaV 12.3.1 光克尔荧光技术原理
$3 vhddO 12.3.2 光克尔荧光技术实验
9GPb$gtx 12.4 荧光非共线光参量放大技术
$',3Pv 12.4.1 光参量放大基本原理
!sG"n&uZq 12.4.2 荧光光参量放大系统的基本构成
{+\'bIV[ 12.4.3 数据采集系统
[TEcg^ 12.4.4 荧光收集系统
u G[!w!e 12.5 荧光放大光谱的失真与矫正
M')bHB(~v 12.5.1 影响光谱增益的因素
~bGnq,
.$ 12.5.2 理论与实验的对比
Mciq-c) 12.5.3 光谱失真的解决方法
s|gp 参考文献
@'HT;Q!\Vd 第13章 飞秒激光脉冲性质表征方法
Q"'V9m7
i 13.1 飞秒激光脉冲
*]2R.u 13.1.1 激光脉冲的数学表示
iokPmV 13.1.2 脉冲波形与脉冲宽度
eJ:Yj
~X`< 13.1.3 色散、啁啾及其对脉冲宽度的影响
n.Vtc-yZU 13.1.4 载波位相
A;T[[' 13.1.5 相速和群速
R'Eq:Rv~;^ 13.1.6 波前及波前倾斜
] R<FKJ[ 13.2 激光脉冲脉宽测量方法
Yw[{beo 13.2.1 自相关方法
r`[B@ 13.2.2 频率分辨光学开关方法
97 S? ;T 13.2.3 光谱位相相干电场重建方法
uP Rl[tS0 13.3 脉冲激光载波位相及波前倾斜测量
0d`5Gy_ D% 13.3.1 光谱干涉仪及载波位相的测量
;Z4o{(/zU 13.3.2 波前倾斜测量
_NT[
~M_Q 13.3.3 非共线光参量放大的相速、群速匹配条件
\gd6Yx^[ 参考文献
jE*Ff&]%m 第14章 脉冲升温-纳秒时间分辨中红外瞬态吸收光谱
@p6@a6N% 14.1 引言
*/Cj$KY70 14.2 溶剂水(重水)的脉冲升温
esteFLm`6 14.3 纳秒脉冲升温典型激光光源介绍
| lE-&a$xd 14.3.1 高压气体拉曼频移池
&SrGh$:X 14.3.2 Ho:YAG脉冲激光器
CrO`=\ 14.4 红外探测光源
:])JaS^ 14.4.1 一氧化碳激光器
fCr\u6Tb 14.4.2 红外单色仪定标
eQ\jZ0s;p 14.5 信号探测及数据采集系统
<N-=fad] 14.6 数据采集系统的改进
?rQc<;b 14.7 温度定标
(Xj.iP 14.8 红外实验蛋白样品处理方法
=1/q)b,p) 14.9 脉冲升温-时间分辨中红外瞬态吸收光谱应用实例
$W*|~}F/Ap 14.9.1 细胞色素C热稳定性研究
b"&E,=L 14.9.2 二硫键异构酶(DsbC)生物学异常活性研究
#!L%J<MX 参考文献
hk.yR1Y| 第15章 噪声与微弱信号测量
/4-}k 15.1 信噪比
yXrd2?Rq@ 15.2 噪声的种类、来源以及相应的减噪措施
B5
&YL 15.3 随机噪声
}+_9"YQ: 15.3.1 随机噪声的正态分布
+0dT^Jkqg 15.3.2 典型随机噪声的频谱特性
h(|;\ ~ 15.3.3 噪声的时域特性:脉冲噪声、起伏噪声
=+4 _j 15.3.4 等效噪声带宽
;b| 15.4 电子仪器的固有噪声
Fn> <q: 15.4.1 热噪声
.8x@IWJD 15.4.2 温漂的影响
]K*GSU 15.4.3 散粒噪声
E9L!)D]Y 15.4.4 接触噪声
e z+yP,.# 15.4.5 放大器级联时的噪声
19) !$Hl 15.5 外部干扰噪声及其抑制
Y!it!9 15.5.1 外部干扰的途径
c(CJ{>F% 15.5.2 传导干扰的抑制
EZ `}*Yrd 15.5.3 公共阻抗耦合干扰的抑制
DiR'p`b~ 15.5.4 空间耦合干扰的抑制
~M; gM]r; 15.6 相敏检测技术
N"K\ick6J 15.7 纳秒量级时间分辨实验中电磁干扰屏蔽举例
IW mHp] 参考文献
>HX)MwAP 第16章 接口及计算机控制简介
La]4/=a 16.1 常用仪器通信接口
%:%MUdl6 16.1.1 串行接口
Qi"'bWX@ 16.1.2 并行接口
9':/Sab:7v 16.1.3 GPIB/IEEE488接口
3@'lIV
?,q 16.1.4 Ethernet接口
7~D`b1|| 16.1.5 USB接口
:cb[M5c 16.2 常用仪器控制编程
软件 ^H-QYuz:T0 16.2.1 Visual C
jP7w6sk
E 16.2.2 Visual Basic
rXuAixu!t 16.2.3 LabVIEW
`T`c@A 16.3 常用接口编程示例
w0X$rl1 16.3.1 Visual Basic串口编程
gLV^Z6eE 16.3.2 Visual Basic并口编程
VT
Vm7l 16.3.3 LabVIEW串口编程
}`#Bf 16.3.4 LabVIEW GPIB编程
6}"lm]b 参考文献