《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。
3>VL}Ui} 《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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fPW@{~t q{;:SgZ 目录
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第1章 时间分辨光谱技术导论
WaR`Kp+> 1.1 时间分辨光谱概述
SS.dY""89 1.1.1 时间分辨简介
_n>,!vH 1.1.2 飞秒化学
#|PS&}6wU 1.2 量子波包
OX\F~+ 1.2.1 量子力学波包
PBkt~=j 1.2.2 里德堡(Rydberg)态波包
k7A-J\ 1.2.3 波包再现结构
P3 ^Y"Pv? 1.2.4 波包的制备与激发光脉宽
!ff&W1@ 1.2.5 波包的产生
Czu\RXJR 1.2.6 波包运动的实验测量方法
"o}+Ciul 1.2.7 波包测量实例分析
N7R!C)!IL 1.3 密度矩阵表示
{fn!' 1.3.1 相干态的密度矩阵表示
t[
C/
1.3.2 密度算符与密度矩阵
9j:"J` ' 1.3.3 纯态和混合态
x39<6_?G 1.3.4 混合态的密度矩阵
ZSd4z:/ 1.4 飞秒光相干振动激发的唯象处理
2WxQ(:d= 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
x0w4)Ic5 1.5.1 相干态冲击受激拉曼散射泵浦-探测实验测量
U2s /2 [. 1.5.2 相干态冲击受激拉曼散射实验结果的理论分析
3fQuoQuD"} 参考文献
pgZXJ 第2章 分子光谱学基础
.gOL1`b* 2.1 光谱的量子本性
OMg<V 2.1.1 一维谐振子的波函数
n3
r3"~i 2.1.2 角动量的量子化特征
?R.j^S^ 2.2 轨道与电子态
E#t>Qn 2.2.1 原子轨道与电子态
v^iL5y! 2.2.2 分子轨道与电子组态
'qX|jtdM 2.3 分子对称性与分子点群
7,9=uk>0\ 2.4 电子跃迁与光谱
Q9G;V]./ 2.4.1 分子的光吸收
*w0%d1 2.4.2 跃迁矩
PQ$%H>{ 2.5 光谱跃迁选择定则
,0HRAmG
2.5.1 原子的电子跃迁选择定则
Z lzjVU/E 2.5.2 分子的电子态跃迁选择定则
t"'7m^j 2.5.3 电子态跃迁中的振动跃迁选择定则
*U=s\ 2.5.4 纯振动、转动跃迁选择定则
uT7B#b7 2.6 激发态性质
dP]\Jo=Yh 2.6.1 激发态表示方法
=CVB BuVy 2.6.2 激发态寿命
\%N!5>cZ{ 2.6.3 激发态能量
Cg?&wj< 2.6.4 溶剂效应
ILShd)]Rw 2.6.5 无辐射跃迁过程
HLaRGN3, 2.6.6 激发态反应的Kasha规则
{v;&5! s 参考文献
!6>~?gNd 第3章 飞秒激光技术
o@i#|kx, 3.1 飞秒脉冲
激光器的发展
bsA-2*Q+ 3.2 克尔
透镜锁模掺钛蓝宝石飞秒激光振荡器
s?,Ek 3.2.1 掺钛蓝宝石晶体的性质
#O}
,`[< 3.2.2 克尔透镜锁模原理
)6,=f.% 3.2.3 钛宝石激光器谐振腔
zz4N5[" 3.2.4 激光器锁模运转特性
"v({, 3.2.5 色散与色散补偿
^)*-Bo)I 3.3 啁啾脉冲放大器
7f!YoW;1 3.3.1 展宽器与压缩器
y0.8A-2: 3.3.2 啁啾脉冲放大器工作原理与结构
8jo p_PG' 3.3.3 啁啾脉冲放大器实例介绍
!SdSE^lz` 3.4 非线性光学频率变换
EkNunCls 3.4.1 近红外波段共线光参量放大
8MzVOF{" 3.4.2 可见光波段非共线光参量放大
9}F*P669f 3.4.3 如何获得紫外、中红外波段的飞秒脉冲
n'kG] Q 3.4.4 频率变换装置实例介绍
x&Kh>PVh\ 参考文献
w\i\Wp,FP 第4章 非线性光谱学基础
EZ$>.iy{ 4.1 密度算符
(VEpVn3{ 4.1.1 纯态的密度算符
.|b$NM 4.1.2 密度算符的时间演化
K<Iv:5-2 4.1.3 统计平均的密度算符
,-d0b0 4.1.4 二能级系统密度矩阵的时间演化:无微扰情形
JJ2_hVU 4.1.5 Liouville表示下的密度算符
^^as'Dk 4.1.6 退位相
MWpQ^dL_ 4.1.7 各种表示的层级结构
>A"v ed8 4.1.8 二能级系统密度矩阵的时间演化:光学Bloch方程
%Iv,@}kvT+ 4.2 微扰展开
g<f <Ip= 4.2.1 动机:非微扰展开的局限
$r8 ^0ZRr 4.2.2 时间演化算符
dj7hx"BI 4.2.3 相互作用表象
mA+&Io 4.2.4 备注:Heisenberg表象
>TnTnF WX 4.2.5 波函数的微扰展开
i}mVQ\j5 4.2.6 密度矩阵的微扰展开
Zrk4*/
VY 4.2.7 非线性光学简介
EGzzHIZ`! 4.2.8 非线性极化强度
,<tX%n`v= 4.3 双边Feynman图
]X5 9 4.3.1 Liouville路径
_'>oXQJ 4.3.2 时序和准冲击极限
X#TQ_T" 4.3.3 旋转波近似
P.;aMRMR 4.3.4 相位匹配
pU%n]]qF 参考文献
.C(eh
第5章 非线性光谱学原理及其应用
J|kR5'?x 5.1 非线性光谱学
Z/0fXn}) 5.1.1 线性光谱学
&cHV7 5.1.2 三能级系统的泵浦-探测光谱学
JedmaY06= 5.1.3 量子拍光谱学
NS%xTLow- 5.1.4 双脉冲光子回波光谱学
iAa.}CI,zB 5.2 退相位的微观理论:光谱线型的Kubo随机理论
0y;*Cfi9 5.2.1 线性响应
)d1_Wm#B 5.2.2 非线性响应
UA8GL D9 5.2.3 三脉冲光子回波光谱学
~&8^9E a 5.3 退位相的微观理论:Brown振子模型
ICs\
z 5.3.1 含时哈密顿量的时间演化算符
1H@>/QC 5.3.2 Brown振子模型
r(aLEJ"u? 5.4 二维光谱仪:三阶响应函数的直接测量
g -HN 5.4.1 单跃迁的二维光谱
Y*>#T 5.4.2 一组耦合振子的二维红外光谱
=/Mq 5. 5.4.3 弱耦合振动态的激子模型
s'a/j)^ 参考文献
t2"O 第6章 二维红外光谱
m-*i>4; 6.1 简介
P'*)\faw 6.1.1 二维红外光谱定义
D 38$`j 6.1.2 二维红外光谱的用途
L z!,kwg 6.2 二维红外光谱原理
Xg
SxN!I 6.3 二维红外光谱实验
"B4;,+4kR 6.3.1 飞秒红外激光
光源 %Bn?n{/ 6.3.2 二维红外光谱仪
V_RTI.3p 6.3.3 二维红外光谱图
*:t|qgJI#+ 6.4 二维红外光谱的应用
v!P b`LCqK 6.4.1 快速动态变化
<2|O:G 6.4.2 分子结构
)XakJU^o 6.4.3 分子间相互作用
rI>aAW' 6.5 展望
H!nr^l'+ 参考文献
oCi=4#g%7 第7章 二维电子态相干光谱原理、实验及理论
模拟 v<OJ69J 7.1 二维光谱原理
B}?5]N==] 7.2 二维可见光谱实验装置
'wI"Bo6e 7.3 数据采集及计算
e7(ucE 7.4 理论
qg!|l7e 7.5 实验结果与讨论
HATA- M 7.5.1 实验
\"^w'ng 7.5.2 理论模拟
wX[8A/JPD 7.6 二维电子光谱应用举例
ZF|+W?0&% 附:三能级系统的三阶响应函数
?~;:jz|9<' 参考文献
x2z;6) 第8章 二维飞秒时间分辨光谱概论
"D'B3; uWK 8.1 背景介绍
W4e5Rb4~f" 8.2 一维傅里叶变换谱
K]|> Et` 8.3 自由感应衰减
te
!S09( 8.4 非线性响应
I1\a[Xe8E 8.5 信号辐射和传播
H(2]7dRS% 8.6 密度矩阵方法及双边费曼图
}!/$M\w 8.7 二维傅里叶变换谱
Bj}^\Pc;} 参考文献
T2 Y,U { 第9章 飞秒瞬态吸收光谱及常规光路调节技术
*l;B\=KR 9.1 简介
'|*?*6q 9.2 实验光路
R~jHr
)0.# 9.3 数据采集与计算
=ng\ 9y[;D 9.3.1 瞬态光谱动力学
)m{Ye0!RD 9.3.2 数据采集
UkHY[M7; 9.3.3 采集程序
,0~9dS 9.4 超快实验光路调节技巧
x-<)\L& 9.4.1 双镜法调节光路
On@<J&% 9.4.2 光程设定
vR=6pl$|~~ 9.4.3 延迟线
l)w Hl%p 9.4.4 重合的调节
RE=+Dz{ 9.4.5 光楔的使用
ivz>dJ ?T 9.4.6 偏振调节
\,&co 9.4.7 翻转镜的使用
C2xL1` 9.5 超连续白光
FwY&/\J7V 9.5.1 白光产生简介
QgD g}\P 9.5.2 白光产生条件
I,VH=Yn5, 9.5.3 白光的色散与色差
3=$q 9.6 实验检错
dT$M y`> 9.7 其他测量方法
mBJeqG 9.7.1 锁相放大器
6"t;gSt4 9.7.2 门积分平均器
qc!MG_{Y 9.7.3 电荷耦合器件
"/6:6`J 参考文献
D?,#aB" 第10章 奇异值分解及全局拟合数据处理方法
pM&YXb? 10.1 方法简介
)d-.M 10.2 数据矩阵的准备
;?~$h-9) 10.3 奇异值分解的计算
+:-57 10.4 组分的选择方法
^/=#UQ*k 10.5 物理模型的建立
`^Eae 10.6 全局拟合
>Clh] ;K 参考文献
8kt5KnD2 第11章 荧光的偏振性与荧光发射的各向异性
X3:XTuV 11.1 荧光偏振状态的表征(偏振比和发射各向异性)
c8M2 ^{O,` 11.1.1 线性偏振光激发
]I.n\2R]om 11.1.2 自然光激发
6ubL1K 11.2 瞬时和稳态各向异性
NU\
5{N< 11.2.1 瞬时各向异性
;v~-'*0 11.2.2 稳态各向异性
|*X*n*oI 11.3 各向异性的加和法则
',4x$qe 11.4 发射各向异性与发射跃迁矩角分布之间的关系
rgf# wH%hN 11.5 分子固定不动取向随机分布的情形
q;D+ai 11.5.1 吸收跃迁矩和发射跃迁矩相互平行的情形
7HJS.047 11.5.2 吸收跃迁矩和发射跃迁矩非平行的情形
ror|R@;y 11.6 转动布朗运动效应
w pt='( 11.6.1 自由转动
u!U"N*Y" 11.6.2 受阻转动
0T5=W U 11.7 应用
Rek
-`ki5F 参考文献
<{: 第12章 超快荧光测量技术
<0.$'M~E 12.1 超快荧光测量技术简介
%q322->Z 12.2 荧光上转换技术
*P!e:Tm) 12.2.1 相位匹配
A[dvEb;r 12.2.2 光谱带宽与群速失配
b7\ cxgRq 12.2.3 荧光上转换实验
oM1
6C| 12.3 光克尔门技术
SL&hJs4c' 12.3.1 光克尔荧光技术原理
W Qzj[ 12.3.2 光克尔荧光技术实验
>x@P|\ 12.4 荧光非共线光参量放大技术
Q U
F$@)A 12.4.1 光参量放大基本原理
}o,z!_^PLQ 12.4.2 荧光光参量放大系统的基本构成
ExXM:1 e26 12.4.3 数据采集系统
N_Af3R1_ 12.4.4 荧光收集系统
b2&