《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。
u;`]U$Qq9 《超快激光光谱原理与技术基础》可作为从事时间分辨光谱研究科技人员的参考书,尤其适合进入该领域的研究生。书中对光谱学一些基本概念的阐述及
光学实验技能的介绍也适合本科高年级学生。
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6R6Ub
0 \H] |5fp*
7OV^>"S a1cX+{W 目录
+MoUh'/u 第1章 时间分辨光谱技术导论
U: 9&0`k( 1.1 时间分辨光谱概述
&`D$w?beg 1.1.1 时间分辨简介
;.>*O
oe& 1.1.2 飞秒化学
f@OH~4FG 1.2 量子波包
H5K
Fm# 1.2.1 量子力学波包
Nm*(?1 1.2.2 里德堡(Rydberg)态波包
BPY7O 1.2.3 波包再现结构
zwfft 1.2.4 波包的制备与激发光脉宽
VdHT3r 1.2.5 波包的产生
NdXHpq; 1.2.6 波包运动的实验测量方法
DSrU7# 1.2.7 波包测量实例分析
U4 !bW 1.3 密度矩阵表示
n2U
&}O 1.3.1 相干态的密度矩阵表示
m%HT)`>bg 1.3.2 密度算符与密度矩阵
V*p[6{U0 1.3.3 纯态和混合态
O<m46mwM 1.3.4 混合态的密度矩阵
K.Xy:l*z 1.4 飞秒光相干振动激发的唯象处理
5GsmBf$RUb 1.5 低频振动相干态冲击受激拉曼散射实验测量及理论分析
5nG\J
g7 1.5.1 相干态冲击受激拉曼散射泵浦-探测实验测量
/Ew()>Y 1.5.2 相干态冲击受激拉曼散射实验结果的理论分析
Fy=GU<&AI 参考文献
F @PPhzZ 第2章 分子光谱学基础
QiPqN$n 2.1 光谱的量子本性
eD>b|U=/ 2.1.1 一维谐振子的波函数
A2'i~_e 2.1.2 角动量的量子化特征
3lUVDNbZ 2.2 轨道与电子态
?%O>]s 2.2.1 原子轨道与电子态
yzS]FwW7 2.2.2 分子轨道与电子组态
jD
S?p)& 2.3 分子对称性与分子点群
o|xf2k 2.4 电子跃迁与光谱
k[Em~>m 2.4.1 分子的光吸收
CmU@8-1 2.4.2 跃迁矩
K9<8FSn 2.5 光谱跃迁选择定则
oC&}lp)q 2.5.1 原子的电子跃迁选择定则
JYdb^j2c 2.5.2 分子的电子态跃迁选择定则
_J,**AZ~z 2.5.3 电子态跃迁中的振动跃迁选择定则
|~9rak, 2.5.4 纯振动、转动跃迁选择定则
vXJs.)D7 2.6 激发态性质
Jf^3nBZ 2.6.1 激发态表示方法
zEQ]5>mG 2.6.2 激发态寿命
^twyy9VR 2.6.3 激发态能量
9ihg[k 2.6.4 溶剂效应
Gs:g 2.6.5 无辐射跃迁过程
)~'UJPK 2.6.6 激发态反应的Kasha规则
!yNU-/K 参考文献
Kzev] er 第3章 飞秒激光技术
0|GYt nd 3.1 飞秒脉冲
激光器的发展
i\xs!QU 3.2 克尔
透镜锁模掺钛蓝宝石飞秒激光振荡器
Y>$5j}K 3.2.1 掺钛蓝宝石晶体的性质
z~H1f$} 3.2.2 克尔透镜锁模原理
q;K]NP-_p 3.2.3 钛宝石激光器谐振腔
lxn/97rA 3.2.4 激光器锁模运转特性
[}L?EM 3.2.5 色散与色散补偿
4MC]s~n 3.3 啁啾脉冲放大器
S'x ]c# 3.3.1 展宽器与压缩器
W{NWF[l8O? 3.3.2 啁啾脉冲放大器工作原理与结构
XDK Me} 3.3.3 啁啾脉冲放大器实例介绍
ekx(i
QA 3.4 非线性光学频率变换
<@J$hs9s 3.4.1 近红外波段共线光参量放大
5<Kt"5Z%7 3.4.2 可见光波段非共线光参量放大
w,1N ;R& 3.4.3 如何获得紫外、中红外波段的飞秒脉冲
!.h{/37] 3.4.4 频率变换装置实例介绍
r\m{;Z#LJm 参考文献
< F5VJ 第4章 非线性光谱学基础
W6?=9].gc 4.1 密度算符
RE!WuLs0" 4.1.1 纯态的密度算符
|q4=*X q 4.1.2 密度算符的时间演化
BA
a:!p 4.1.3 统计平均的密度算符
x8lBpr 4.1.4 二能级系统密度矩阵的时间演化:无微扰情形
u6C_*i{2 4.1.5 Liouville表示下的密度算符
*zRig|k !H 4.1.6 退位相
RFw0u 0Nrz 4.1.7 各种表示的层级结构
@3n!5XM{EE 4.1.8 二能级系统密度矩阵的时间演化:光学Bloch方程
l>*X+TpA, 4.2 微扰展开
zlLZ8b+ 4.2.1 动机:非微扰展开的局限
0+mR
y57 4.2.2 时间演化算符
CH7a4qL` 4.2.3 相互作用表象
yz [pF 4.2.4 备注:Heisenberg表象
\d:Q%S 4.2.5 波函数的微扰展开
xxGm T.& 4.2.6 密度矩阵的微扰展开
yBK$2to~ 4.2.7 非线性光学简介
s:{[Y7\? 4.2.8 非线性极化强度
zFOtOz`9H 4.3 双边Feynman图
[Or1 4.3.1 Liouville路径
.BxI~d^ 4.3.2 时序和准冲击极限
#8jiz+1 _ 4.3.3 旋转波近似
i,^-9 4.3.4 相位匹配
zd$'8/Cq 参考文献
#>yOp * 第5章 非线性光谱学原理及其应用
:%sG'_d 5.1 非线性光谱学
g?v/u:v>W 5.1.1 线性光谱学
Kmx4bp4 5.1.2 三能级系统的泵浦-探测光谱学
;)ay uS sQ 5.1.3 量子拍光谱学
%lbvK^ 5.1.4 双脉冲光子回波光谱学
H@- GYX"4 5.2 退相位的微观理论:光谱线型的Kubo随机理论
'&Ur(axs 5.2.1 线性响应
4+8)0;<H 5.2.2 非线性响应
l_k:OZ 5.2.3 三脉冲光子回波光谱学
9ad`q+kY 5.3 退位相的微观理论:Brown振子模型
Vu_oxL} 5.3.1 含时哈密顿量的时间演化算符
W.
d',4) 5.3.2 Brown振子模型
B\D)21Ik}% 5.4 二维光谱仪:三阶响应函数的直接测量
Z7wl~Hk 5.4.1 单跃迁的二维光谱
)4fQ~) 5.4.2 一组耦合振子的二维红外光谱
](I||JJa9f 5.4.3 弱耦合振动态的激子模型
?uCL[ 参考文献
/ 8O=3 第6章 二维红外光谱
-75mgOj.# 6.1 简介
Jd `Qa+ 6.1.1 二维红外光谱定义
Y4YZM 6.1.2 二维红外光谱的用途
9qa/f[G 6.2 二维红外光谱原理
"}
:CM_ 6.3 二维红外光谱实验
KrP?*yk 6.3.1 飞秒红外激光
光源 !0pK8k&MG 6.3.2 二维红外光谱仪
7cV
G?Wr 6.3.3 二维红外光谱图
(e_<~+E 6.4 二维红外光谱的应用
it{Jd\/hR 6.4.1 快速动态变化
@|h9jx| 6.4.2 分子结构
G9&2s%lu.e 6.4.3 分子间相互作用
UvMkL 6.5 展望
fAkfNH6 参考文献
=XYc2.t 第7章 二维电子态相干光谱原理、实验及理论
模拟 ~(*tcs]hY 7.1 二维光谱原理
OL_#Uu 7.2 二维可见光谱实验装置
G>?kskm 7.3 数据采集及计算
Z=$-S(>J 7.4 理论
0"j:-1 7.5 实验结果与讨论
oFp1QrI3k8 7.5.1 实验
X}G$ON 7.5.2 理论模拟
3AENY@* 7.6 二维电子光谱应用举例
]Ndy12,M 附:三能级系统的三阶响应函数
IjOBY 参考文献
6
o 第8章 二维飞秒时间分辨光谱概论
f5M;q; 8.1 背景介绍
*]/iL# 8.2 一维傅里叶变换谱
l(x0d 8.3 自由感应衰减
}>y!I5O 8.4 非线性响应
3ouy-SQ 8.5 信号辐射和传播
x?A<X2 8.6 密度矩阵方法及双边费曼图
AEM;ZQU 8.7 二维傅里叶变换谱
b
IxH0=f 参考文献
LV1drc 第9章 飞秒瞬态吸收光谱及常规光路调节技术
#oiU|>3Y 9.1 简介
6jm?d"9 9.2 实验光路
T_s09Wl 9.3 数据采集与计算
rF}Q(<Y86 9.3.1 瞬态光谱动力学
(!b)<V* 9.3.2 数据采集
k8J zey]X 9.3.3 采集程序
zqt%x?l 9.4 超快实验光路调节技巧
e[Vk+Te7 9.4.1 双镜法调节光路
C(h<s
e? 9.4.2 光程设定
cjhwJ"`H 9.4.3 延迟线
P9:5kiP H 9.4.4 重合的调节
G3y8M|: 9.4.5 光楔的使用
R<I#.
KD 9.4.6 偏振调节
O..{wdZy 9.4.7 翻转镜的使用
`, ]ui* 9.5 超连续白光
+VQD' 9.5.1 白光产生简介
Y|wjt\M 9.5.2 白光产生条件
z{
M2tLNb 9.5.3 白光的色散与色差
'y>Y */ 9.6 实验检错
s5G`?/ 9.7 其他测量方法
Uu*iL< ` 9.7.1 锁相放大器
[%yj'
)R/ 9.7.2 门积分平均器
[;yH.wn#5 9.7.3 电荷耦合器件
_U LzA
参考文献
`<~=6H 第10章 奇异值分解及全局拟合数据处理方法
9fs-|E[5 10.1 方法简介
2[=3-1c 10.2 数据矩阵的准备
!#%>,X#+ 10.3 奇异值分解的计算
7.
$wK. 10.4 组分的选择方法
Wj!+
E{y<r 10.5 物理模型的建立
)2l @%?9 10.6 全局拟合
u^MRKLn 参考文献
IIT[^_g 第11章 荧光的偏振性与荧光发射的各向异性
m rsmul{ 11.1 荧光偏振状态的表征(偏振比和发射各向异性)
I0H]s/*C%9 11.1.1 线性偏振光激发
b{aB^a:f=L 11.1.2 自然光激发
y]PuY\+ 11.2 瞬时和稳态各向异性
\p.yR. 11.2.1 瞬时各向异性
"l-#v|
54 11.2.2 稳态各向异性
#^]vhnbN 11.3 各向异性的加和法则
JvvN>bg 11.4 发射各向异性与发射跃迁矩角分布之间的关系
|qj"p 11.5 分子固定不动取向随机分布的情形
4sORp^t'Q 11.5.1 吸收跃迁矩和发射跃迁矩相互平行的情形
*aS+XnT/ 11.5.2 吸收跃迁矩和发射跃迁矩非平行的情形
;ow)N <Z 11.6 转动布朗运动效应
$kN=45SR 11.6.1 自由转动
1anh@T. 11.6.2 受阻转动
EqtL&UHe 11.7 应用
U/AiI;Ne 参考文献
PCL
;Z 第12章 超快荧光测量技术
RR:%"4M 12.1 超快荧光测量技术简介
}6.@ 12.2 荧光上转换技术
m44a HBwId 12.2.1 相位匹配
AWMJ/E*T 12.2.2 光谱带宽与群速失配
R@pY+d9qp 12.2.3 荧光上转换实验
_[E+D0A 12.3 光克尔门技术
<)!,$]S 12.3.1 光克尔荧光技术原理
_#r00Ze 12.3.2 光克尔荧光技术实验
-n[(0n3c 12.4 荧光非共线光参量放大技术
vR!g1gI23 12.4.1 光参量放大基本原理
ilK*Xo 12.4.2 荧光光参量放大系统的基本构成
+a N8l1 12.4.3 数据采集系统
Q~0>GOq* 12.4.4 荧光收集系统
<},JWV3 12.5 荧光放大光谱的失真与矫正
8TAJ#Lm 12.5.1 影响光谱增益的因素
R)*DkL! 12.5.2 理论与实验的对比
N8Z z6{rp 12.5.3 光谱失真的解决方法
GrJLQO0$N 参考文献
x>##qYT 第13章 飞秒激光脉冲性质表征方法
_iq62[i3^ 13.1 飞秒激光脉冲
IaSpF<&Y; 13.1.1 激光脉冲的数学表示
,>b>I#{ 13.1.2 脉冲波形与脉冲宽度
ti%RE:* 13.1.3 色散、啁啾及其对脉冲宽度的影响
+e2:?d@ 13.1.4 载波位相
[(3s5)O 13.1.5 相速和群速
g6lWc@]F 13.1.6 波前及波前倾斜
sfr+W-7kx 13.2 激光脉冲脉宽测量方法
8Vj'&UY 13.2.1 自相关方法
Kw?3joy 13.2.2 频率分辨光学开关方法
@>VVB{1@,] 13.2.3 光谱位相相干电场重建方法
>O24#!9XW 13.3 脉冲激光载波位相及波前倾斜测量
/N_:npbJF 13.3.1 光谱干涉仪及载波位相的测量
UsFn! !+ 13.3.2 波前倾斜测量
}]mxKz 13.3.3 非共线光参量放大的相速、群速匹配条件
KfBT'6t 参考文献
(oX!D(OI 第14章 脉冲升温-纳秒时间分辨中红外瞬态吸收光谱
M:}u| 14.1 引言
2 HQ3G~U 14.2 溶剂水(重水)的脉冲升温
X)~wB7_0G 14.3 纳秒脉冲升温典型激光光源介绍
h,m 90Hd+ 14.3.1 高压气体拉曼频移池
1VM2CgR a 14.3.2 Ho:YAG脉冲激光器
^O+ (eA7E 14.4 红外探测光源
JL1A3G 14.4.1 一氧化碳激光器
"t.`/4R2w 14.4.2 红外单色仪定标
9ZJ 8QH 14.5 信号探测及数据采集系统
9K`_P] l2z 14.6 数据采集系统的改进
m!%aB{e 14.7 温度定标
+K'Hr:( 14.8 红外实验蛋白样品处理方法
X@DW1<wEt 14.9 脉冲升温-时间分辨中红外瞬态吸收光谱应用实例
m]AT-]*f 14.9.1 细胞色素C热稳定性研究
]$lt 14.9.2 二硫键异构酶(DsbC)生物学异常活性研究
vsj4?0= 参考文献
7:<w)Al! 第15章 噪声与微弱信号测量
(n*:LS=0 15.1 信噪比
A'KH_]) 15.2 噪声的种类、来源以及相应的减噪措施
,?|$D Y+= 15.3 随机噪声
yzhNl'Rz 15.3.1 随机噪声的正态分布
v wEbGx 15.3.2 典型随机噪声的频谱特性
\\FT.e6 15.3.3 噪声的时域特性:脉冲噪声、起伏噪声
/gZyl|kdy 15.3.4 等效噪声带宽
@GFB{ ;= 15.4 电子仪器的固有噪声
/!?LBtqy 15.4.1 热噪声
/qX?ca1_4^ 15.4.2 温漂的影响
(*9.GyK 15.4.3 散粒噪声
dg24h7|] 15.4.4 接触噪声
m|qktLx 15.4.5 放大器级联时的噪声
h0rPMd(K 15.5 外部干扰噪声及其抑制
lQ;BI~ 15.5.1 外部干扰的途径
$QC1l@[sM 15.5.2 传导干扰的抑制
V9<`?[Usv 15.5.3 公共阻抗耦合干扰的抑制
T^1
Z_|A 15.5.4 空间耦合干扰的抑制
VIT|# 15.6 相敏检测技术
cQK-Euum 15.7 纳秒量级时间分辨实验中电磁干扰屏蔽举例
gQ>kDl^$Ls 参考文献
m [B#k$ 第16章 接口及计算机控制简介
jb.H[n,\ 16.1 常用仪器通信接口
/D&&7;jJ 16.1.1 串行接口
I x%>aee 16.1.2 并行接口
pUXoSnIq: 16.1.3 GPIB/IEEE488接口
U-I,Q+[C[^ 16.1.4 Ethernet接口
e|\xFV=4 16.1.5 USB接口
kyJbV[o<# 16.2 常用仪器控制编程
软件 %tyo(HZQ 16.2.1 Visual C
/kbU< 16.2.2 Visual Basic
.$18%jH# 16.2.3 LabVIEW
zsg\|=P 16.3 常用接口编程示例
cKt=? 16.3.1 Visual Basic串口编程
$eYL|?P50h 16.3.2 Visual Basic并口编程
Qq<@;4 16.3.3 LabVIEW串口编程
Q\N*)&Sd<M 16.3.4 LabVIEW GPIB编程
l_^SU8i57 参考文献