《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。
4DM|OL`w 《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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. L%@/(r #T`+~tW'| 目录
,IATJs$E 第1章 时间分辨光谱技术导论
TBYL~QQD\C 1.1 时间分辨光谱概述
n}kz&, 1.1.1 时间分辨简介
y^BM*C I 1.1.2 飞秒化学
!qve1H4d2 1.2 量子波包
3iL&;D 1.2.1 量子力学波包
..mz!:Zs0 1.2.2 里德堡(Rydberg)态波包
"evV/Fg( 1.2.3 波包再现结构
%,RU)} 1.2.4 波包的制备与激发光脉宽
l6Bd<tSH 1.2.5 波包的产生
lI<8)42yq 1.2.6 波包运动的实验测量方法
$ayD55W4 1.2.7 波包测量实例分析
G<1mj!{Vp 1.3 密度矩阵表示
ZA@"uqa 6b 1.3.1 相干态的密度矩阵表示
VH65=9z 1.3.2 密度算符与密度矩阵
V#KM~3e 1.3.3 纯态和混合态
7J/3O[2 1.3.4 混合态的密度矩阵
F\<i>LWT' 1.4 飞秒光相干振动激发的唯象处理
DO{4n1-U 1.5 低频振动相干态冲击受激拉曼散射实验测量及理论分析
Z] }@#/
n 1.5.1 相干态冲击受激拉曼散射泵浦-探测实验测量
Z`MQ+ 1.5.2 相干态冲击受激拉曼散射实验结果的理论分析
U++UG5 c 参考文献
nJC}wh2d# 第2章 分子光谱学基础
xbA2R4| 2.1 光谱的量子本性
D~>P/b)v{j 2.1.1 一维谐振子的波函数
m!(K 2.1.2 角动量的量子化特征
8=uljn/ 2.2 轨道与电子态
YdaJ& 2.2.1 原子轨道与电子态
x|5/#H 2.2.2 分子轨道与电子组态
FFGTIT# {" 2.3 分子对称性与分子点群
H;E{Fnarv 2.4 电子跃迁与光谱
yRDLg
c 2.4.1 分子的光吸收
u1<kdTxA
N 2.4.2 跃迁矩
VUy
1?n 2.5 光谱跃迁选择定则
cKAl 0_[f" 2.5.1 原子的电子跃迁选择定则
p {3|W< 2.5.2 分子的电子态跃迁选择定则
dI|/Xm> 2.5.3 电子态跃迁中的振动跃迁选择定则
2[eY q1f! 2.5.4 纯振动、转动跃迁选择定则
\3/'#
2.6 激发态性质
"'(4l 2. 2.6.1 激发态表示方法
yD"sYT 2.6.2 激发态寿命
R)z|("%ec 2.6.3 激发态能量
.EQFHStr 2.6.4 溶剂效应
]B||S7idq 2.6.5 无辐射跃迁过程
&5<lQ1 2.6.6 激发态反应的Kasha规则
mH"`46 参考文献
0kfw8Lon 第3章 飞秒激光技术
C54)eT6 3.1 飞秒脉冲
激光器的发展
XMdYted 3.2 克尔
透镜锁模掺钛蓝宝石飞秒激光振荡器
X)+N>8o?N 3.2.1 掺钛蓝宝石晶体的性质
\=~Ap#Mpc4 3.2.2 克尔透镜锁模原理
]gZjV 3.2.3 钛宝石激光器谐振腔
l?~h_8&fT 3.2.4 激光器锁模运转特性
wd *Jq 3.2.5 色散与色散补偿
wwz<c5 3.3 啁啾脉冲放大器
sMK/l @7 3.3.1 展宽器与压缩器
pV8,b 3.3.2 啁啾脉冲放大器工作原理与结构
}2S \- 3.3.3 啁啾脉冲放大器实例介绍
}{"\"Bn_ 3.4 非线性光学频率变换
hAdEq$ 3.4.1 近红外波段共线光参量放大
IcZ 'KV 3.4.2 可见光波段非共线光参量放大
~S9nLb:O{ 3.4.3 如何获得紫外、中红外波段的飞秒脉冲
>KJ]\`2>)c 3.4.4 频率变换装置实例介绍
[nrP;
_ 参考文献
)d~Mag+ 第4章 非线性光谱学基础
RWE%?` 4.1 密度算符
"7DPsPs 4.1.1 纯态的密度算符
N>_7Ltw/ 4.1.2 密度算符的时间演化
i y 5 4.1.3 统计平均的密度算符
c=gUY~Rl 4.1.4 二能级系统密度矩阵的时间演化:无微扰情形
1N&U{#4 4.1.5 Liouville表示下的密度算符
6dh PqL 4.1.6 退位相
5V0=-K 4.1.7 各种表示的层级结构
'"EOLr\Z, 4.1.8 二能级系统密度矩阵的时间演化:光学Bloch方程
<~3 aaO 4.2 微扰展开
}|d:(* 4.2.1 动机:非微扰展开的局限
?#'qY6 ^ 4.2.2 时间演化算符
BI
s! 4.2.3 相互作用表象
tXx9N_/ 4.2.4 备注:Heisenberg表象
\ gN) GR 4.2.5 波函数的微扰展开
-:QyWw/d 4.2.6 密度矩阵的微扰展开
*QVE>{ 4.2.7 非线性光学简介
vR,'': 4.2.8 非线性极化强度
*=8)]_=f 4.3 双边Feynman图
M\%{!Wzo8 4.3.1 Liouville路径
9fiZ5\ 4.3.2 时序和准冲击极限
U6Qeode 4.3.3 旋转波近似
:A$6Y*s\ 4.3.4 相位匹配
]kPco4 参考文献
z(ajR*\# 第5章 非线性光谱学原理及其应用
1L0ku@%t9Y 5.1 非线性光谱学
?OSd8E+itM 5.1.1 线性光谱学
\yqiv"' 5.1.2 三能级系统的泵浦-探测光谱学
#SdaTMLFf 5.1.3 量子拍光谱学
IO+z:D{ 5.1.4 双脉冲光子回波光谱学
l@Ki`if 5.2 退相位的微观理论:光谱线型的Kubo随机理论
~?p
> L 5.2.1 线性响应
Wwz>tE 5.2.2 非线性响应
kU /?#s 5.2.3 三脉冲光子回波光谱学
L81"W`? 5.3 退位相的微观理论:Brown振子模型
g^idS:GtX5 5.3.1 含时哈密顿量的时间演化算符
\S9z.!7v$ 5.3.2 Brown振子模型
9#p^Z)[)- 5.4 二维光谱仪:三阶响应函数的直接测量
p#&6Ed*V 5.4.1 单跃迁的二维光谱
*,. {Xf 5.4.2 一组耦合振子的二维红外光谱
H|^4e 5.4.3 弱耦合振动态的激子模型
G`n-WP 参考文献
X:Zqgf 第6章 二维红外光谱
%tMfOW 6.1 简介
[Yv5Sw 6.1.1 二维红外光谱定义
Ub"\LUu 6.1.2 二维红外光谱的用途
l20q(lb 6.2 二维红外光谱原理
oeIS&O.K 6.3 二维红外光谱实验
H\S,^)drJ? 6.3.1 飞秒红外激光
光源
`>*P(yIN 6.3.2 二维红外光谱仪
<[q)2 5RL 6.3.3 二维红外光谱图
h3:,Gbyap 6.4 二维红外光谱的应用
ql4T@r3l}3 6.4.1 快速动态变化
F,D& 6.4.2 分子结构
mB\5bSFY` 6.4.3 分子间相互作用
R[Rs2eS_ 6.5 展望
("aYjKk 参考文献
3S,pd0; 第7章 二维电子态相干光谱原理、实验及理论
模拟 ~UnfS};U 7.1 二维光谱原理
o
2DnkzpJ 7.2 二维可见光谱实验装置
B4b UcYk 7.3 数据采集及计算
GP[$&8\M 7.4 理论
ZpdM[\Q- 7.5 实验结果与讨论
-&&mkK
B! 7.5.1 实验
cr!I"kTgD 7.5.2 理论模拟
9> |rIw 7.6 二维电子光谱应用举例
njIvVs`q 附:三能级系统的三阶响应函数
ugCc&~` 参考文献
D H/1 :H 第8章 二维飞秒时间分辨光谱概论
^b%AwzHH} 8.1 背景介绍
n"pADTaB 8.2 一维傅里叶变换谱
XH. _Z 8.3 自由感应衰减
Kb}N!<Z* 8.4 非线性响应
B!<I[fvK 8.5 信号辐射和传播
Q=dR[t>^ 8.6 密度矩阵方法及双边费曼图
u66w('2 8.7 二维傅里叶变换谱
h$k(|/+ 参考文献
E>ev /6ox 第9章 飞秒瞬态吸收光谱及常规光路调节技术
464Z0C 9.1 简介
|9g*rO 9.2 实验光路
kTzZj|l^\ 9.3 数据采集与计算
iZ58;` 9.3.1 瞬态光谱动力学
w "D"9G 9.3.2 数据采集
sC#Ixq'ls7 9.3.3 采集程序
iU3co|q7 9.4 超快实验光路调节技巧
o;O_N^_W 9.4.1 双镜法调节光路
`*slQ}i 9.4.2 光程设定
X@cV']#V 9.4.3 延迟线
mF_/Rhu 9.4.4 重合的调节
T.xW|Iwx 9.4.5 光楔的使用
PCES&|*rf 9.4.6 偏振调节
EH[ ?*>+s 9.4.7 翻转镜的使用
$Fo ,$ 9.5 超连续白光
cO<x:{` 9.5.1 白光产生简介
E/am^ TO` 9.5.2 白光产生条件
o(a*Fk$ 9.5.3 白光的色散与色差
Z?b.
PC/ 9.6 实验检错
v\<`" 9.7 其他测量方法
wU=(_S,c 9.7.1 锁相放大器
/r)d4=1E 9.7.2 门积分平均器
gC'GZi^ 9.7.3 电荷耦合器件
CocvEoE*z 参考文献
TKmC/c 第10章 奇异值分解及全局拟合数据处理方法
WgY3g1C 10.1 方法简介
s_]rje8` 10.2 数据矩阵的准备
@P8q=j}l9 10.3 奇异值分解的计算
]\GGC]:\@
10.4 组分的选择方法
=e4,)Wd9& 10.5 物理模型的建立
($3QjH_@ 10.6 全局拟合
rsIjpPa 参考文献
kAAz|dhL- 第11章 荧光的偏振性与荧光发射的各向异性
B
(BWdrG 11.1 荧光偏振状态的表征(偏振比和发射各向异性)
yn7n 11.1.1 线性偏振光激发
\=QG6&_ 11.1.2 自然光激发
aB$Y5 11.2 瞬时和稳态各向异性
!|}>Y 11.2.1 瞬时各向异性
Zw }7vD0 11.2.2 稳态各向异性
wwF 20 11.3 各向异性的加和法则
c,+oH<bZZs 11.4 发射各向异性与发射跃迁矩角分布之间的关系
]2(
%^#qBG 11.5 分子固定不动取向随机分布的情形
\h"s[G zq 11.5.1 吸收跃迁矩和发射跃迁矩相互平行的情形
iA:CPBv_mu 11.5.2 吸收跃迁矩和发射跃迁矩非平行的情形
%7{6>6% 11.6 转动布朗运动效应
){6;o&CC: 11.6.1 自由转动
YT-t$QyL 11.6.2 受阻转动
No[>1]ds 11.7 应用
L-MpdC 参考文献
*<9p88FpDU 第12章 超快荧光测量技术
q k !Q2W 12.1 超快荧光测量技术简介
Q@M,:0+cy 12.2 荧光上转换技术
]CTu | 12.2.1 相位匹配
wi&m(f(~ 12.2.2 光谱带宽与群速失配
-
@ 12.2.3 荧光上转换实验
r^]0LJ 12.3 光克尔门技术
~#gVs*K 12.3.1 光克尔荧光技术原理
]ao]?=q C 12.3.2 光克尔荧光技术实验
44n^21k 12.4 荧光非共线光参量放大技术
HC$_p,9OV 12.4.1 光参量放大基本原理
H
>RGX#| 12.4.2 荧光光参量放大系统的基本构成
lfCoL@$6D 12.4.3 数据采集系统
$#0%gs/x 12.4.4 荧光收集系统
d`2VbZC` 12.5 荧光放大光谱的失真与矫正
bd%/dr 12.5.1 影响光谱增益的因素
ost~<4~ 12.5.2 理论与实验的对比
a1s=t_wT 12.5.3 光谱失真的解决方法
zRu}lJ1#W$ 参考文献
d/|@"z^? 第13章 飞秒激光脉冲性质表征方法
i8dv|oa 13.1 飞秒激光脉冲
Q~`]0R159e 13.1.1 激光脉冲的数学表示
}B"kJNxV 13.1.2 脉冲波形与脉冲宽度
^d!-IL_ 13.1.3 色散、啁啾及其对脉冲宽度的影响
6W~F
nJI 13.1.4 载波位相
(/Nw 13.1.5 相速和群速
'!Q[+@$ 13.1.6 波前及波前倾斜
==c\* o 13.2 激光脉冲脉宽测量方法
Mj[v _&N 13.2.1 自相关方法
>YLwWU<X 13.2.2 频率分辨光学开关方法
7|H !( a' 13.2.3 光谱位相相干电场重建方法
cz.-cuD[iD 13.3 脉冲激光载波位相及波前倾斜测量
QHA<7Wg 13.3.1 光谱干涉仪及载波位相的测量
_sw,Y!x%dF 13.3.2 波前倾斜测量
YsDn?p D@ 13.3.3 非共线光参量放大的相速、群速匹配条件
(3W<yAM+ 参考文献
.vwOp*3\ 第14章 脉冲升温-纳秒时间分辨中红外瞬态吸收光谱
#OG_OI 14.1 引言
MT a.Ubs 14.2 溶剂水(重水)的脉冲升温
YMJ?t" 14.3 纳秒脉冲升温典型激光光源介绍
D
@T,j4o 14.3.1 高压气体拉曼频移池
fNQ.FAK": 14.3.2 Ho:YAG脉冲激光器
z%]~^k8 14.4 红外探测光源
TVYO`9:CW 14.4.1 一氧化碳激光器
U
JY`P4( 14.4.2 红外单色仪定标
yl)}1DPP 14.5 信号探测及数据采集系统
skr^m%W 14.6 数据采集系统的改进
RaG-9gujI 14.7 温度定标
0;o`7f 14.8 红外实验蛋白样品处理方法
hO\_RhsRy? 14.9 脉冲升温-时间分辨中红外瞬态吸收光谱应用实例
,sXa{U 14.9.1 细胞色素C热稳定性研究
m
&s0Ub 14.9.2 二硫键异构酶(DsbC)生物学异常活性研究
:MpIx& 参考文献
o9>r
- 第15章 噪声与微弱信号测量
nB"q 15.1 信噪比
^-mz!{
15.2 噪声的种类、来源以及相应的减噪措施
Trm)7B* 15.3 随机噪声
5,;{<\c 15.3.1 随机噪声的正态分布
X,^J3Ek>O 15.3.2 典型随机噪声的频谱特性
6]7iiQz"H 15.3.3 噪声的时域特性:脉冲噪声、起伏噪声
N!aV~\E 15.3.4 等效噪声带宽
EcFYP"{U 15.4 电子仪器的固有噪声
mJ[LmQ<: 15.4.1 热噪声
NSj}?hz 15.4.2 温漂的影响
miEfxim 15.4.3 散粒噪声
_qM'm^z5 15.4.4 接触噪声
MiAXbo#\ 15.4.5 放大器级联时的噪声
\2pJ ] 15.5 外部干扰噪声及其抑制
&A]*"lt|w 15.5.1 外部干扰的途径
d{I|4h 15.5.2 传导干扰的抑制
,)u}8ty3j 15.5.3 公共阻抗耦合干扰的抑制
PUF"^9v 15.5.4 空间耦合干扰的抑制
5c`DkWne% 15.6 相敏检测技术
kR9G;IZ8s 15.7 纳秒量级时间分辨实验中电磁干扰屏蔽举例
zZGPA j 参考文献
@D Qg1|m 第16章 接口及计算机控制简介
~1i,R1_\Y 16.1 常用仪器通信接口
9kWyO:a_( 16.1.1 串行接口
C
KBLM2D 16.1.2 并行接口
?}bSQ)b 16.1.3 GPIB/IEEE488接口
_ i.CvYe 16.1.4 Ethernet接口
wlmi&kq 16.1.5 USB接口
y2o?a6` 16.2 常用仪器控制编程
软件 }|&