《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。
GVp 《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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59MR|Jt `i4I!E
,)uPGe"y 3;D?|E]1 目录
![Hhxu 第1章 时间分辨光谱技术导论
Q!)z)-hI 1.1 时间分辨光谱概述
f(.6|mPp 1.1.1 时间分辨简介
*^6k[3VY 1.1.2 飞秒化学
rgT%XhUS6f 1.2 量子波包
XPVV+. 1.2.1 量子力学波包
2VMX:&3 5J 1.2.2 里德堡(Rydberg)态波包
yy))Z0E5 1.2.3 波包再现结构
;qG1r@o 1.2.4 波包的制备与激发光脉宽
W:>J864! 1.2.5 波包的产生
y[p6y[r* 1.2.6 波包运动的实验测量方法
!G>(j 1.2.7 波包测量实例分析
WhenwQT 1.3 密度矩阵表示
'Aet{A=9 1.3.1 相干态的密度矩阵表示
hLn&5jYHvt 1.3.2 密度算符与密度矩阵
0$?qoS 1.3.3 纯态和混合态
`E%(pjG 1.3.4 混合态的密度矩阵
3Pa3f >}- 1.4 飞秒光相干振动激发的唯象处理
JchA=n 1.5 低频振动相干态冲击受激拉曼散射实验测量及理论分析
69OET_AS> 1.5.1 相干态冲击受激拉曼散射泵浦-探测实验测量
rJp?d9B 1.5.2 相干态冲击受激拉曼散射实验结果的理论分析
:%>oe> _" 参考文献
5D-BIPn=JV 第2章 分子光谱学基础
>+f'!*%7He 2.1 光谱的量子本性
6BHPzv+Y 2.1.1 一维谐振子的波函数
% IPyCEJD 2.1.2 角动量的量子化特征
6i^0T 2.2 轨道与电子态
&BTfDsxAK 2.2.1 原子轨道与电子态
l]/> `62 2.2.2 分子轨道与电子组态
mR6E]TuM 2.3 分子对称性与分子点群
y,1S&k 2.4 电子跃迁与光谱
8}J(c=4Gk 2.4.1 分子的光吸收
Ta,u-!/I 2.4.2 跃迁矩
iPNd!_ 2.5 光谱跃迁选择定则
@Z,qu2~|! 2.5.1 原子的电子跃迁选择定则
'bG1U`v=3 2.5.2 分子的电子态跃迁选择定则
6O]Xhe0d@ 2.5.3 电子态跃迁中的振动跃迁选择定则
a\Tr!Be, 2.5.4 纯振动、转动跃迁选择定则
DZF[dxH 2.6 激发态性质
wo$|~
Hr 2.6.1 激发态表示方法
9PWm@
Nlf 2.6.2 激发态寿命
JJ)y2 2.6.3 激发态能量
A>[hC{ 2.6.4 溶剂效应
+-'`Q Ae 2.6.5 无辐射跃迁过程
\(wn@/yP' 2.6.6 激发态反应的Kasha规则
X #H:&*[! 参考文献
MQjG<O\ 第3章 飞秒激光技术
EGr|BLl 3.1 飞秒脉冲
激光器的发展
0>8ZN!@K 3.2 克尔
透镜锁模掺钛蓝宝石飞秒激光振荡器
SG1&a:c+. 3.2.1 掺钛蓝宝石晶体的性质
"@aq@mY@ 3.2.2 克尔透镜锁模原理
b ^+Fs 3.2.3 钛宝石激光器谐振腔
)|MIWgfWN 3.2.4 激光器锁模运转特性
HarYV : 3.2.5 色散与色散补偿
B?!9W@ 3.3 啁啾脉冲放大器
<tGI]@Nwk 3.3.1 展宽器与压缩器
#R5we3&p 3.3.2 啁啾脉冲放大器工作原理与结构
J,.j_ii`! 3.3.3 啁啾脉冲放大器实例介绍
N,h1$)\B# 3.4 非线性光学频率变换
Dg1kbO=2 3.4.1 近红外波段共线光参量放大
i#Ne'q;T 3.4.2 可见光波段非共线光参量放大
]L[JS^#7 3.4.3 如何获得紫外、中红外波段的飞秒脉冲
fpI;`s 3.4.4 频率变换装置实例介绍
Ax :3} 参考文献
|;X?">7NW 第4章 非线性光谱学基础
,s\x]bh 4.1 密度算符
Qd9-u)L< 4.1.1 纯态的密度算符
EKV+?jj$ 4.1.2 密度算符的时间演化
"
&_$V@S 4.1.3 统计平均的密度算符
(R9QBZP5 4.1.4 二能级系统密度矩阵的时间演化:无微扰情形
Tyg$`\# 4.1.5 Liouville表示下的密度算符
3w[<cq.! 4.1.6 退位相
e4[-rkn{hl 4.1.7 各种表示的层级结构
]Y?{$M
G 4.1.8 二能级系统密度矩阵的时间演化:光学Bloch方程
\ 9[NH/.Z{ 4.2 微扰展开
j;$6F/g 4.2.1 动机:非微扰展开的局限
l{M;PaJ`} 4.2.2 时间演化算符
2V#c[%vI 4.2.3 相互作用表象
>DPds~k 4.2.4 备注:Heisenberg表象
UIC\CP d 4.2.5 波函数的微扰展开
Z[DetRc- 4.2.6 密度矩阵的微扰展开
6M
O|s1zk 4.2.7 非线性光学简介
D!l [3 4.2.8 非线性极化强度
JUe K"|fA 4.3 双边Feynman图
jh<TdvF2$ 4.3.1 Liouville路径
8@9hU`H8l 4.3.2 时序和准冲击极限
>X-ed 4.3.3 旋转波近似
u|]mcZ,ZW 4.3.4 相位匹配
J3]qg.B%z 参考文献
e;&{50VY 第5章 非线性光谱学原理及其应用
Jdk3)
\ 5.1 非线性光谱学
Bt|9%o06l 5.1.1 线性光谱学
s9ju/+fv 5.1.2 三能级系统的泵浦-探测光谱学
.Um?5wG~i 5.1.3 量子拍光谱学
BK`Q)[ 5.1.4 双脉冲光子回波光谱学
I?^Q084 5.2 退相位的微观理论:光谱线型的Kubo随机理论
lp37irI: 5.2.1 线性响应
N (:E K 5.2.2 非线性响应
|o; j0 5.2.3 三脉冲光子回波光谱学
35]j;8N: 5.3 退位相的微观理论:Brown振子模型
XwKZv0ub 5.3.1 含时哈密顿量的时间演化算符
o=QRgdPD 5.3.2 Brown振子模型
}"g21-T^ 5.4 二维光谱仪:三阶响应函数的直接测量
1)P<cNj 5.4.1 单跃迁的二维光谱
[]6ShcqJ[v 5.4.2 一组耦合振子的二维红外光谱
FcA)RsMI* 5.4.3 弱耦合振动态的激子模型
s/W!6JX4 参考文献
!%Z)eO~Z 第6章 二维红外光谱
=:CGl 6.1 简介
*783xEF>f 6.1.1 二维红外光谱定义
Q%X:5G? 6.1.2 二维红外光谱的用途
eCPKpVhP 6.2 二维红外光谱原理
" kE:T., 6.3 二维红外光谱实验
$~w@0Yl 6.3.1 飞秒红外激光
光源 :$GL.n-? 6.3.2 二维红外光谱仪
~_f
|".T 6.3.3 二维红外光谱图
s&_IWala 6.4 二维红外光谱的应用
9 "
}^SI8 6.4.1 快速动态变化
yPzULO4 6.4.2 分子结构
Xd19GP! 6.4.3 分子间相互作用
#um1?V 6.5 展望
-Z/6;2Q 参考文献
OxmlzQ"vM 第7章 二维电子态相干光谱原理、实验及理论
模拟 %(dV|,|v 7.1 二维光谱原理
(TbB?X} 7.2 二维可见光谱实验装置
X,iuz/Q 7.3 数据采集及计算
j"D0nG, 7.4 理论
\ eyQo>( 7.5 实验结果与讨论
:)
Fp
B" 7.5.1 实验
~q#[5l(r8 7.5.2 理论模拟
6>LQGO 7.6 二维电子光谱应用举例
6/V{>MTZg 附:三能级系统的三阶响应函数
~'Qpf 8) 参考文献
c^dl+-{Mc 第8章 二维飞秒时间分辨光谱概论
[#
tT o;q 8.1 背景介绍
@LkW_ 8.2 一维傅里叶变换谱
ycAi(K 8.3 自由感应衰减
8Jib|#! 8.4 非线性响应
)z*$`?)k 8.5 信号辐射和传播
sGDrMAQt 8.6 密度矩阵方法及双边费曼图
l;][Q]Z@V 8.7 二维傅里叶变换谱
&]"_pc/>m 参考文献
]~ g|SqPA@ 第9章 飞秒瞬态吸收光谱及常规光路调节技术
./BP+\)lO 9.1 简介
$U"P+ 9.2 实验光路
+hKPOFa' 9.3 数据采集与计算
f-f\}G&G 9.3.1 瞬态光谱动力学
%unK8z 9.3.2 数据采集
pRk'GR]` 9.3.3 采集程序
iK6<^,]' 9.4 超快实验光路调节技巧
Vp{RX8?. 9.4.1 双镜法调节光路
Lct+cKKU 9.4.2 光程设定
qS/71Kv' 9.4.3 延迟线
5@%=LPV 9.4.4 重合的调节
)8N)Z~h 9.4.5 光楔的使用
x"C93ft[ 9.4.6 偏振调节
ezq
q@t9 9.4.7 翻转镜的使用
)l!&i?h% 9.5 超连续白光
xUYN\Pc- 9.5.1 白光产生简介
M'!!EQo 9.5.2 白光产生条件
$nD k
mKl 9.5.3 白光的色散与色差
)>#<S0>'j 9.6 实验检错
m(7_ZiL= 9.7 其他测量方法
enD C# 9.7.1 锁相放大器
x+)hL
D[
n 9.7.2 门积分平均器
`v/tf|v6 9.7.3 电荷耦合器件
EBn:[2 参考文献
.*wjkirF#~ 第10章 奇异值分解及全局拟合数据处理方法
k9VQ6A 10.1 方法简介
Z5^,!6 10.2 数据矩阵的准备
u!EulAl 10.3 奇异值分解的计算
$GfxMt 10.4 组分的选择方法
7zkm 10.5 物理模型的建立
=ILo`Q~ 10.6 全局拟合
GL0' :LsZ 参考文献
!E>3N: 第11章 荧光的偏振性与荧光发射的各向异性
])ZJ1QL1 11.1 荧光偏振状态的表征(偏振比和发射各向异性)
^MWW,` 11.1.1 线性偏振光激发
{Z~VO 11.1.2 自然光激发
QX~72X=( 11.2 瞬时和稳态各向异性
O6/=/-?N=c 11.2.1 瞬时各向异性
P@T $6%~ 11.2.2 稳态各向异性
qP .VK?jF| 11.3 各向异性的加和法则
B xN#Nk~ 11.4 发射各向异性与发射跃迁矩角分布之间的关系
zm^p7&ak$ 11.5 分子固定不动取向随机分布的情形
kU9AfAe 11.5.1 吸收跃迁矩和发射跃迁矩相互平行的情形
Pc:'>,3!V3 11.5.2 吸收跃迁矩和发射跃迁矩非平行的情形
ljR?* P 11.6 转动布朗运动效应
1nM?>j%k 11.6.1 自由转动
%^@0tT 11.6.2 受阻转动
l=OC?d*m 11.7 应用
%$-3fj7
参考文献
k}a!lI: 第12章 超快荧光测量技术
Q ]koj!mMl 12.1 超快荧光测量技术简介
@md^mss 12.2 荧光上转换技术
$/(/v?3][e 12.2.1 相位匹配
_f2iz4 12.2.2 光谱带宽与群速失配
o>k-~v7 12.2.3 荧光上转换实验
g=' 2~c 12.3 光克尔门技术
WRyv
>Y 12.3.1 光克尔荧光技术原理
KB-#):' 12.3.2 光克尔荧光技术实验
=|t1eSzc 12.4 荧光非共线光参量放大技术
Vblf6qaBs 12.4.1 光参量放大基本原理
|P?B AWYeQ 12.4.2 荧光光参量放大系统的基本构成
#2t\>7] 12.4.3 数据采集系统
B!C32~[ 12.4.4 荧光收集系统
Qz90 mb 12.5 荧光放大光谱的失真与矫正
|8?{JKsg 12.5.1 影响光谱增益的因素
t$ ~:C 12.5.2 理论与实验的对比
y&|{x " 12.5.3 光谱失真的解决方法
w9?wy#YI 参考文献
2F)OyE 第13章 飞秒激光脉冲性质表征方法
HDG"a&$
13.1 飞秒激光脉冲
Y7I 13.1.1 激光脉冲的数学表示
Yy;1N{dbT 13.1.2 脉冲波形与脉冲宽度
,UJPLj^ 13.1.3 色散、啁啾及其对脉冲宽度的影响
CZno2$8@e 13.1.4 载波位相
hzVr3;3Zn
13.1.5 相速和群速
X~VZ61vNu 13.1.6 波前及波前倾斜
R_&V.\e_ 13.2 激光脉冲脉宽测量方法
.:Xe* Q 13.2.1 自相关方法
uPD_s[ 13.2.2 频率分辨光学开关方法
VFp)`+8 13.2.3 光谱位相相干电场重建方法
{.'g!{SHp 13.3 脉冲激光载波位相及波前倾斜测量
c^UM(bW 13.3.1 光谱干涉仪及载波位相的测量
xg!\C@$ 13.3.2 波前倾斜测量
?4dd|n 13.3.3 非共线光参量放大的相速、群速匹配条件
Z?[J_[ZtR3 参考文献
6h"?3w 第14章 脉冲升温-纳秒时间分辨中红外瞬态吸收光谱
os+wTUR^ 14.1 引言
e"09b<69 14.2 溶剂水(重水)的脉冲升温
6q7Y`%j 14.3 纳秒脉冲升温典型激光光源介绍
\shoLp
14.3.1 高压气体拉曼频移池
Eu_0n6J 14.3.2 Ho:YAG脉冲激光器
jh!IOtf 14.4 红外探测光源
N^j''siB 14.4.1 一氧化碳激光器
@y%qQe/g 14.4.2 红外单色仪定标
1KEPD@0oxx 14.5 信号探测及数据采集系统
BbhdGFG1 14.6 数据采集系统的改进
c'4 \F9 14.7 温度定标
C_&tOt 14.8 红外实验蛋白样品处理方法
:njUaMFoMA 14.9 脉冲升温-时间分辨中红外瞬态吸收光谱应用实例
RLr-xg$K-t 14.9.1 细胞色素C热稳定性研究
r!=VV!XZ 14.9.2 二硫键异构酶(DsbC)生物学异常活性研究
je0 ?iovY 参考文献
v<4X;4p^ 第15章 噪声与微弱信号测量
7}?z=LHb3 15.1 信噪比
hkm3\wg 15.2 噪声的种类、来源以及相应的减噪措施
z(a:fL{/XG 15.3 随机噪声
x@x@0k`A2 15.3.1 随机噪声的正态分布
t)ry)[Dxv 15.3.2 典型随机噪声的频谱特性
r F-yD1 15.3.3 噪声的时域特性:脉冲噪声、起伏噪声
{=Y&q~:8v 15.3.4 等效噪声带宽
;<Q_4
V 15.4 电子仪器的固有噪声
Z ISd0hV 15.4.1 热噪声
=sJHnWL[ 15.4.2 温漂的影响
BF#e=p 15.4.3 散粒噪声
DA\O,^49h 15.4.4 接触噪声
L 32ki}2 15.4.5 放大器级联时的噪声
>.A:6 15.5 外部干扰噪声及其抑制
d":{a6D*d 15.5.1 外部干扰的途径
L~zet-3UNf 15.5.2 传导干扰的抑制
vDL/PXNC 15.5.3 公共阻抗耦合干扰的抑制
247>+:7z 15.5.4 空间耦合干扰的抑制
b s*Z{R 15.6 相敏检测技术
{hR23eE)# 15.7 纳秒量级时间分辨实验中电磁干扰屏蔽举例
hWJc
A.A 参考文献
p5hP}Z4r 第16章 接口及计算机控制简介
8t"DQ Y-R 16.1 常用仪器通信接口
h Nwb.[ 16.1.1 串行接口
1+#8} z: 16.1.2 并行接口
W>49,A,q 16.1.3 GPIB/IEEE488接口
[HfFC3U 16.1.4 Ethernet接口
q5Mif\ 16.1.5 USB接口
%stktVDAP 16.2 常用仪器控制编程
软件 V19*~v=u 16.2.1 Visual C
_69\#YvCG 16.2.2 Visual Basic
U9s y]7 16.2.3 LabVIEW
hkxZ=l 16.3 常用接口编程示例
}Z=Qy;zk 16.3.1 Visual Basic串口编程
`w}"0+V 16.3.2 Visual Basic并口编程
)$i3j
1[; 16.3.3 LabVIEW串口编程
YKk%;U* 16.3.4 LabVIEW GPIB编程
|F`'m":$m 参考文献