《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。
c\% r38 《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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",{ibh)g$` s}pIk.4ot!
iMfngIs | 1xv8gC:6 目录
2>*%q%81 第1章 时间分辨光谱技术导论
;(}V"i7Hu 1.1 时间分辨光谱概述
3_q3Bk 1.1.1 时间分辨简介
CR2_;x:0 1.1.2 飞秒化学
y<b{Ji e 1.2 量子波包
6i0A9SN 1.2.1 量子力学波包
k1VT /u 1.2.2 里德堡(Rydberg)态波包
j[Uxa 1.2.3 波包再现结构
7} jWBK 1.2.4 波包的制备与激发光脉宽
!45.puL0 1.2.5 波包的产生
r!,}Z=cGe 1.2.6 波包运动的实验测量方法
.Vq)zi1< 1.2.7 波包测量实例分析
b,KcBQ. 1.3 密度矩阵表示
xG;-bJu 1.3.1 相干态的密度矩阵表示
mqq;H} 1.3.2 密度算符与密度矩阵
h5yzwj:C? 1.3.3 纯态和混合态
%7O?JI[ 1.3.4 混合态的密度矩阵
85;b9k&\M 1.4 飞秒光相干振动激发的唯象处理
]jpu,jz: 1.5 低频振动相干态冲击受激拉曼散射实验测量及理论分析
wp7!>%s{ 1.5.1 相干态冲击受激拉曼散射泵浦-探测实验测量
N?X~ w < 1.5.2 相干态冲击受激拉曼散射实验结果的理论分析
\p%3vRwS%p 参考文献
Ge d [#Q 第2章 分子光谱学基础
JF/,K"J 2.1 光谱的量子本性
k<+0o)) 2.1.1 一维谐振子的波函数
sl*5Y#,|1 2.1.2 角动量的量子化特征
7^T^($+6s& 2.2 轨道与电子态
S(:l+JP 2.2.1 原子轨道与电子态
:rP#I#,7w
2.2.2 分子轨道与电子组态
h_d<! 2.3 分子对称性与分子点群
fb da 2.4 电子跃迁与光谱
`-3o+ID\ 2.4.1 分子的光吸收
5[n(7;+gw 2.4.2 跃迁矩
6ksAc%|5 2.5 光谱跃迁选择定则
^9-&o 2.5.1 原子的电子跃迁选择定则
aTBR|US 2.5.2 分子的电子态跃迁选择定则
ZtHm\VTS 2.5.3 电子态跃迁中的振动跃迁选择定则
~zHg[X*
2.5.4 纯振动、转动跃迁选择定则
\n9zw' 2.6 激发态性质
_20#2i& 2.6.1 激发态表示方法
#Km:}= 2.6.2 激发态寿命
P=1I<Pew 2.6.3 激发态能量
Cye$H9 2 2.6.4 溶剂效应
L,;D@Xi 2.6.5 无辐射跃迁过程
7OWbAu; 2.6.6 激发态反应的Kasha规则
qaim6a 参考文献
fm~kM
J 第3章 飞秒激光技术
M,}|tsL 3.1 飞秒脉冲
激光器的发展
ps$7bN C 3.2 克尔
透镜锁模掺钛蓝宝石飞秒激光振荡器
<5=JE*s$NS 3.2.1 掺钛蓝宝石晶体的性质
jp' K%P 3.2.2 克尔透镜锁模原理
>M Jg , 3.2.3 钛宝石激光器谐振腔
>%E([:$A 3.2.4 激光器锁模运转特性
mZIoaF>t 3.2.5 色散与色散补偿
PR|R`.QSs 3.3 啁啾脉冲放大器
( )sTb>L 3.3.1 展宽器与压缩器
ET];%~ ^ 3.3.2 啁啾脉冲放大器工作原理与结构
OGiV{9U 3.3.3 啁啾脉冲放大器实例介绍
%zU`XVNN+ 3.4 非线性光学频率变换
mJB2)^33a 3.4.1 近红外波段共线光参量放大
0q\7C[R_ 3.4.2 可见光波段非共线光参量放大
c#N<"cy> 3.4.3 如何获得紫外、中红外波段的飞秒脉冲
U}SXJH&&E 3.4.4 频率变换装置实例介绍
;6
+}z~ 参考文献
1}ZKc=Pfu 第4章 非线性光谱学基础
d2s OYCKe 4.1 密度算符
>u%]6_[ 4.1.1 纯态的密度算符
}IEbyb 4.1.2 密度算符的时间演化
p$7#}s 4.1.3 统计平均的密度算符
3?E8\^N\n 4.1.4 二能级系统密度矩阵的时间演化:无微扰情形
{K#NB_*To 4.1.5 Liouville表示下的密度算符
:R):b 4.1.6 退位相
[Pe#kzLX 4.1.7 各种表示的层级结构
rwIeqV{: 4.1.8 二能级系统密度矩阵的时间演化:光学Bloch方程
+jC*'7p@ 4.2 微扰展开
v}^5Rp&m 4.2.1 动机:非微扰展开的局限
aAu>Tn86D. 4.2.2 时间演化算符
CXtU"X 4.2.3 相互作用表象
"!K'A7.^ 4.2.4 备注:Heisenberg表象
v&FF|)$ 4.2.5 波函数的微扰展开
NrDi 4.2.6 密度矩阵的微扰展开
y$hp@m'@C 4.2.7 非线性光学简介
Da$r ` 4.2.8 非线性极化强度
$N2SfyX7 4.3 双边Feynman图
bN^O}[ 4.3.1 Liouville路径
EliTFxp 4.3.2 时序和准冲击极限
x( mE<UQN 4.3.3 旋转波近似
OPBt$Ki 4.3.4 相位匹配
]aCk_*U 参考文献
p#f+P? 第5章 非线性光谱学原理及其应用
(yo;NKq,@ 5.1 非线性光谱学
7 1W5.! 5.1.1 线性光谱学
d+iR/Ssc 5.1.2 三能级系统的泵浦-探测光谱学
M9!AIHq4 5.1.3 量子拍光谱学
0^'B3$> 5.1.4 双脉冲光子回波光谱学
{J/I-=CmML 5.2 退相位的微观理论:光谱线型的Kubo随机理论
Wl^R8w#Z$ 5.2.1 线性响应
yz+, gLY 5.2.2 非线性响应
b{DiM098 5.2.3 三脉冲光子回波光谱学
sM1RU 5.3 退位相的微观理论:Brown振子模型
h?\2_s 5.3.1 含时哈密顿量的时间演化算符
`nR %Cav,U 5.3.2 Brown振子模型
?j7vZ}iRi 5.4 二维光谱仪:三阶响应函数的直接测量
[=*E+Oc 5.4.1 单跃迁的二维光谱
hM@\RPsY 5.4.2 一组耦合振子的二维红外光谱
2Ha5yaTL 5.4.3 弱耦合振动态的激子模型
OEr:xK2T 参考文献
H]<]^Zmjy 第6章 二维红外光谱
M^rM-{?< 6.1 简介
xa( m5P 6.1.1 二维红外光谱定义
h!&sNzX 6.1.2 二维红外光谱的用途
V's:>; 6.2 二维红外光谱原理
yj@tV2 6.3 二维红外光谱实验
T)7TyE|"2g 6.3.1 飞秒红外激光
光源 V%HS\<$h 6.3.2 二维红外光谱仪
k6IG+:s 6.3.3 二维红外光谱图
dEM?~? 6.4 二维红外光谱的应用
u}9fj 6.4.1 快速动态变化
TY;U2.Ud 6.4.2 分子结构
LE?u`i,e=+ 6.4.3 分子间相互作用
0BkV/v1Uc 6.5 展望
sPNfbCOz 参考文献
s_jBu 第7章 二维电子态相干光谱原理、实验及理论
模拟 2>S~I"o0 7.1 二维光谱原理
z*~YLT& 7.2 二维可见光谱实验装置
X_; *`,<T 7.3 数据采集及计算
HW=xvA+ 7.4 理论
{gf>* 7.5 实验结果与讨论
.
,NB( s` 7.5.1 实验
IN^9uL]B 7.5.2 理论模拟
|pZo2F!. 7.6 二维电子光谱应用举例
'Tb0-1S? 附:三能级系统的三阶响应函数
rlok%Rt4Z 参考文献
#`GbHxd 第8章 二维飞秒时间分辨光谱概论
w#PZu+ 8.1 背景介绍
pt:;9hA 8.2 一维傅里叶变换谱
1TqF6`;+ 8.3 自由感应衰减
0rMqWP 8.4 非线性响应
](r
^.k,R 8.5 信号辐射和传播
}IUP5O6 8.6 密度矩阵方法及双边费曼图
MQcE6) 8.7 二维傅里叶变换谱
#G_/.h@ 参考文献
<D /a l9 第9章 飞秒瞬态吸收光谱及常规光路调节技术
){Z 9.1 简介
n~z\?Y=* 9.2 实验光路
SqB/4P 9.3 数据采集与计算
s*,cF6 9.3.1 瞬态光谱动力学
>?XbU} 9.3.2 数据采集
RJJ1 9.3.3 采集程序
_^uc 0= 9.4 超快实验光路调节技巧
+h[e0J|v{ 9.4.1 双镜法调节光路
4E"d / 9.4.2 光程设定
7#4%\f+'t 9.4.3 延迟线
R $b,h 9.4.4 重合的调节
I"!'AI- 9.4.5 光楔的使用
M1=_^f=&. 9.4.6 偏振调节
Md(JIlh3 9.4.7 翻转镜的使用
*M!kA65' 9.5 超连续白光
<A~GW
'HB 9.5.1 白光产生简介
J6|JWp 9.5.2 白光产生条件
UC9{m252 9.5.3 白光的色散与色差
cIw
eBDl 9.6 实验检错
{*=E?oF@ 9.7 其他测量方法
SfI*bJo>V 9.7.1 锁相放大器
7u%a/ < 9.7.2 门积分平均器
Gj6. Iv 9.7.3 电荷耦合器件
dXP6"V@iI 参考文献
<Ry$7t, 第10章 奇异值分解及全局拟合数据处理方法
n85r^W 10.1 方法简介
g5R,% 6 10.2 数据矩阵的准备
z}5<$K_U 10.3 奇异值分解的计算
yKDZ+3xK] 10.4 组分的选择方法
\y*j4 0 10.5 物理模型的建立
.)ST[G]WK 10.6 全局拟合
iPU% /_> 参考文献
@%B4;c 第11章 荧光的偏振性与荧光发射的各向异性
KSOO?X0j 11.1 荧光偏振状态的表征(偏振比和发射各向异性)
D9^7m
j?e 11.1.1 线性偏振光激发
X(GV6mJ4 11.1.2 自然光激发
LP>UU ,Z 11.2 瞬时和稳态各向异性
[-VGArD[k, 11.2.1 瞬时各向异性
b[g.}'^yht 11.2.2 稳态各向异性
_W9&J&l0so 11.3 各向异性的加和法则
;QidDi_s> 11.4 发射各向异性与发射跃迁矩角分布之间的关系
IIP.yyh> 11.5 分子固定不动取向随机分布的情形
A[9NP-~ 11.5.1 吸收跃迁矩和发射跃迁矩相互平行的情形
uYTCd ZQh 11.5.2 吸收跃迁矩和发射跃迁矩非平行的情形
iBHw[X,b 11.6 转动布朗运动效应
+ zDc 11.6.1 自由转动
G^KC&
11.6.2 受阻转动
5+y`P$K@ 11.7 应用
$I(}r3r 参考文献
N *1 第12章 超快荧光测量技术
<3Fz>}V32 12.1 超快荧光测量技术简介
?>)yKa# U 12.2 荧光上转换技术
_?Ckq 12.2.1 相位匹配
E._hg+
(Hi 12.2.2 光谱带宽与群速失配
=, TS MV 12.2.3 荧光上转换实验
b]K>vhQV 12.3 光克尔门技术
I7b i@t 12.3.1 光克尔荧光技术原理
a>(~ C'(< 12.3.2 光克尔荧光技术实验
BvI 0v: 12.4 荧光非共线光参量放大技术
QRagz,c 12.4.1 光参量放大基本原理
'fl(N2t 12.4.2 荧光光参量放大系统的基本构成
28+HKbgK 12.4.3 数据采集系统
&E]"c]i+ 12.4.4 荧光收集系统
Bt6xV<jD 12.5 荧光放大光谱的失真与矫正
EOQaY 12.5.1 影响光谱增益的因素
~*kK4]lP 12.5.2 理论与实验的对比
+{0=<2(EC 12.5.3 光谱失真的解决方法
=SL^>HS.fo 参考文献
I}ndRDz[ 第13章 飞秒激光脉冲性质表征方法
Cg*kN"8q 13.1 飞秒激光脉冲
}6@%((9E2 13.1.1 激光脉冲的数学表示
Cn/q= 13.1.2 脉冲波形与脉冲宽度
U2=hSzY 13.1.3 色散、啁啾及其对脉冲宽度的影响
/xf.\Z7< 13.1.4 载波位相
UhBz<>i;! 13.1.5 相速和群速
CwB] )QV? 13.1.6 波前及波前倾斜
ebD{ pc`& 13.2 激光脉冲脉宽测量方法
7H?!RYrx 13.2.1 自相关方法
DZ%8 |PmB 13.2.2 频率分辨光学开关方法
Y)v% 13.2.3 光谱位相相干电场重建方法
aLHrl6" 13.3 脉冲激光载波位相及波前倾斜测量
|QMT
A5 13.3.1 光谱干涉仪及载波位相的测量
:^.u-bHI 13.3.2 波前倾斜测量
d>~`j8,B 13.3.3 非共线光参量放大的相速、群速匹配条件
T#/ 11M$uQ 参考文献
r.Lx%LZ\^ 第14章 脉冲升温-纳秒时间分辨中红外瞬态吸收光谱
0O^U{#*$I 14.1 引言
XC2Q*Z 14.2 溶剂水(重水)的脉冲升温
vS2(Q0+TZi 14.3 纳秒脉冲升温典型激光光源介绍
g.=!3e&z% 14.3.1 高压气体拉曼频移池
eoJFh 14.3.2 Ho:YAG脉冲激光器
hN}5u"pS 14.4 红外探测光源
Mi;Tn;3er 14.4.1 一氧化碳激光器
8W{ g 14.4.2 红外单色仪定标
h4h d<, 14.5 信号探测及数据采集系统
vo.EM1x 14.6 数据采集系统的改进
nT)~w
s 14.7 温度定标
6eOxF8 14.8 红外实验蛋白样品处理方法
7%X+O8 14.9 脉冲升温-时间分辨中红外瞬态吸收光谱应用实例
?SB5b , 14.9.1 细胞色素C热稳定性研究
(s.o 14.9.2 二硫键异构酶(DsbC)生物学异常活性研究
VgUvD1v?} 参考文献
zcZ^s v> 第15章 噪声与微弱信号测量
i /C'0 15.1 信噪比
DU(X,hDBF 15.2 噪声的种类、来源以及相应的减噪措施
9.jG\i 15.3 随机噪声
[CsM<:C 15.3.1 随机噪声的正态分布
aTi0bQW{ 15.3.2 典型随机噪声的频谱特性
mJ/^BT] 15.3.3 噪声的时域特性:脉冲噪声、起伏噪声
\?[O,A 15.3.4 等效噪声带宽
%OTQRe: 15.4 电子仪器的固有噪声
))$ CEh"X 15.4.1 热噪声
$.=5e3 15.4.2 温漂的影响
D_zcOq9 15.4.3 散粒噪声
OrzM
hQaf 15.4.4 接触噪声
_8Pmv$ 15.4.5 放大器级联时的噪声
?#x'_2 15.5 外部干扰噪声及其抑制
`AB~YX%( 15.5.1 外部干扰的途径
5X#i65_- 15.5.2 传导干扰的抑制
hwc:@' 15.5.3 公共阻抗耦合干扰的抑制
8U8P
g2 15.5.4 空间耦合干扰的抑制
.Ydr[ 15.6 相敏检测技术
oXvdR(Sb^ 15.7 纳秒量级时间分辨实验中电磁干扰屏蔽举例
8a_ UxB 参考文献
~>lOl/n 5 第16章 接口及计算机控制简介
f;&` 9s| 1 16.1 常用仪器通信接口
}3LBbG0Bw 16.1.1 串行接口
;B,nzx(L 16.1.2 并行接口
r{bgTG 16.1.3 GPIB/IEEE488接口
D<lQoO+ 16.1.4 Ethernet接口
tuX =o
16.1.5 USB接口
U;^CU!a 16.2 常用仪器控制编程
软件 VZAuUw+M 16.2.1 Visual C
x;<oaT$X 16.2.2 Visual Basic
tj`tLYOZ@- 16.2.3 LabVIEW
>|y>e{P 16.3 常用接口编程示例
i/l!Cr2 16.3.1 Visual Basic串口编程
)*"T 16.3.2 Visual Basic并口编程
L.R"~3 16.3.3 LabVIEW串口编程
vsOdp:Yp9! 16.3.4 LabVIEW GPIB编程
kq-mr 参考文献