《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。
4C-jlm)V 《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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5[
|_*O '#jx Xti[[s J 目录
bRJMYs 第1章 时间分辨光谱技术导论
7/ysVWt 1.1 时间分辨光谱概述
!QHFg-=7 1.1.1 时间分辨简介
Hh-+/sO~" 1.1.2 飞秒化学
)-
viGxJ@ 1.2 量子波包
L[H5NUG! 1.2.1 量子力学波包
h[1MtmNw 1.2.2 里德堡(Rydberg)态波包
6c"0})p 1.2.3 波包再现结构
i2YuOV! 1.2.4 波包的制备与激发光脉宽
'EF9Zt8 1.2.5 波包的产生
') gi% 1.2.6 波包运动的实验测量方法
d`nVc50 1.2.7 波包测量实例分析
0]=i}wL 8 1.3 密度矩阵表示
QM
O!v; 1.3.1 相干态的密度矩阵表示
8XzR
wYV 1.3.2 密度算符与密度矩阵
e2ilB), 1.3.3 纯态和混合态
O-cbX/d 1.3.4 混合态的密度矩阵
##;Er47@^ 1.4 飞秒光相干振动激发的唯象处理
?^$MRa:D 1.5 低频振动相干态冲击受激拉曼散射实验测量及理论分析
sz
{e''q 1.5.1 相干态冲击受激拉曼散射泵浦-探测实验测量
pr#z=vqH 1.5.2 相干态冲击受激拉曼散射实验结果的理论分析
j =WST 参考文献
]2'na?q9 第2章 分子光谱学基础
J(%0z:exs 2.1 光谱的量子本性
}L3 oR 2.1.1 一维谐振子的波函数
T[uiPs/xD 2.1.2 角动量的量子化特征
HA`@7I 2.2 轨道与电子态
U,gti,IX^ 2.2.1 原子轨道与电子态
x2z;6) 2.2.2 分子轨道与电子组态
Y"Ql!5= 2.3 分子对称性与分子点群
zG9Y!SY\- 2.4 电子跃迁与光谱
7J|VD#DE$Y 2.4.1 分子的光吸收
bKQ"ax>6p 2.4.2 跃迁矩
<]4i`6{v 2.5 光谱跃迁选择定则
CkD#/
2.5.1 原子的电子跃迁选择定则
Xn,v]$M! 2.5.2 分子的电子态跃迁选择定则
!Mim@!5M 2.5.3 电子态跃迁中的振动跃迁选择定则
2eC(Ijq[a 2.5.4 纯振动、转动跃迁选择定则
oiyzHx 2.6 激发态性质
T[4<R 5} 2.6.1 激发态表示方法
D]W$?(=4 2.6.2 激发态寿命
9^Whg~{ 2.6.3 激发态能量
./D$dbu3 2.6.4 溶剂效应
%]6~Eq%s 2.6.5 无辐射跃迁过程
{h2TD
P 2.6.6 激发态反应的Kasha规则
(85Fv&a 参考文献
J?}WQLVP' 第3章 飞秒激光技术
%4
XJn@J 3.1 飞秒脉冲
激光器的发展
J9Ou+6 u( 3.2 克尔
透镜锁模掺钛蓝宝石飞秒激光振荡器
MpqZH{:?G 3.2.1 掺钛蓝宝石晶体的性质
S.Ma$KL~'^ 3.2.2 克尔透镜锁模原理
Q~Hh\L t 3.2.3 钛宝石激光器谐振腔
CQr<N w 3.2.4 激光器锁模运转特性
199]W Hc 3.2.5 色散与色散补偿
!x>%+&c>k 3.3 啁啾脉冲放大器
I}t3
p|z 3.3.1 展宽器与压缩器
H_Kj7(=&> 3.3.2 啁啾脉冲放大器工作原理与结构
,4,V4 N 3.3.3 啁啾脉冲放大器实例介绍
f1)x5N 3.4 非线性光学频率变换
HU-QDp%*r7 3.4.1 近红外波段共线光参量放大
L%$|^T=% 3.4.2 可见光波段非共线光参量放大
#8bsxx!s 3.4.3 如何获得紫外、中红外波段的飞秒脉冲
`S.ZS}~!F 3.4.4 频率变换装置实例介绍
C?= P 参考文献
a9Z%JS] 第4章 非线性光谱学基础
!>`N$-U X 4.1 密度算符
;Y mTw
4.1.1 纯态的密度算符
R:AA,^Z 4.1.2 密度算符的时间演化
@]c(V%x 4.1.3 统计平均的密度算符
{}m PEd b 4.1.4 二能级系统密度矩阵的时间演化:无微扰情形
k({\/t3i 4.1.5 Liouville表示下的密度算符
E)-r+ <l 4.1.6 退位相
#E+gXan 4.1.7 各种表示的层级结构
%#Z/2<_ 4.1.8 二能级系统密度矩阵的时间演化:光学Bloch方程
RQB]/D\BO 4.2 微扰展开
)VK }m9Ae 4.2.1 动机:非微扰展开的局限
iy\nio` 4.2.2 时间演化算符
G #T<`>T 4.2.3 相互作用表象
k@D0 {z 4.2.4 备注:Heisenberg表象
1s*.A6EP" 4.2.5 波函数的微扰展开
p,<&zHb>K 4.2.6 密度矩阵的微扰展开
|Uk"
{ 4.2.7 非线性光学简介
;HBCUe<_ 4.2.8 非线性极化强度
y"<))-MH 4.3 双边Feynman图
~!d/8?! 4.3.1 Liouville路径
Z!&Rr~i
< 4.3.2 时序和准冲击极限
;.Ie#Vr1N 4.3.3 旋转波近似
N+)?$[ 4.3.4 相位匹配
,j ',x\ 参考文献
H:JLAK 第5章 非线性光谱学原理及其应用
dg7=X{=9jv 5.1 非线性光谱学
$1zvgep 5.1.1 线性光谱学
<U9/InN0[ 5.1.2 三能级系统的泵浦-探测光谱学
%77p5ctW 5.1.3 量子拍光谱学
X$b={]b 5.1.4 双脉冲光子回波光谱学
\zkw2*t 5.2 退相位的微观理论:光谱线型的Kubo随机理论
(zYy}g#n 5.2.1 线性响应
$W42vjr4 5.2.2 非线性响应
Grz 3{U 5.2.3 三脉冲光子回波光谱学
q*AQq= 5.3 退位相的微观理论:Brown振子模型
HXVBb%pP 5.3.1 含时哈密顿量的时间演化算符
HygY>s+3[
5.3.2 Brown振子模型
]G}B 0u3 5.4 二维光谱仪:三阶响应函数的直接测量
Xvok1NM,
5.4.1 单跃迁的二维光谱
\#x}q'BC4 5.4.2 一组耦合振子的二维红外光谱
qxJQPz 5.4.3 弱耦合振动态的激子模型
u%d K ig 参考文献
Ekm7 )d$ 第6章 二维红外光谱
ixh47M 6.1 简介
daAyx- 6.1.1 二维红外光谱定义
i=32KI(% 6.1.2 二维红外光谱的用途
a!c[! 6.2 二维红外光谱原理
s&{Qdf 6.3 二维红外光谱实验
DrvtH+e 6.3.1 飞秒红外激光
光源 YIp-Y}6 6.3.2 二维红外光谱仪
B)h>8 { 6.3.3 二维红外光谱图
'7B"(dA&C 6.4 二维红外光谱的应用
&MgeYpd 6.4.1 快速动态变化
jN+N(pIi.o 6.4.2 分子结构
i~{
_eQV 6.4.3 分子间相互作用
5lJ)(|_ 6.5 展望
W;Jx<-#1 参考文献
E}Xka1 Bn 第7章 二维电子态相干光谱原理、实验及理论
模拟 8Chu"PM%-J 7.1 二维光谱原理
I5);jgb 7.2 二维可见光谱实验装置
bv
dR"G 7.3 数据采集及计算
]y)Q!J )Q 7.4 理论
{sv{847V 7.5 实验结果与讨论
N<_Ko+VF 7.5.1 实验
y9;#1:ic 7.5.2 理论模拟
Y"eEkT\ 7.6 二维电子光谱应用举例
Y
ZaP 附:三能级系统的三阶响应函数
6a>H|"PNE 参考文献
7yiJ1K<bIt 第8章 二维飞秒时间分辨光谱概论
3|@t%K 8.1 背景介绍
jUjr6b" 8.2 一维傅里叶变换谱
4DO/rtkVq 8.3 自由感应衰减
8xI`jE"1 8.4 非线性响应
,
Ut Hc] 8.5 信号辐射和传播
_#qe# 8.6 密度矩阵方法及双边费曼图
?&h3P8 8.7 二维傅里叶变换谱
?Zyok]s 参考文献
(%Oe_*e}Y 第9章 飞秒瞬态吸收光谱及常规光路调节技术
FX,$_:f6Y 9.1 简介
f!-Sz/ c# 9.2 实验光路
-Ubj6 t_K 9.3 数据采集与计算
r.FLGDU 9.3.1 瞬态光谱动力学
q:HoKJv4 9.3.2 数据采集
GG'Sp53GE 9.3.3 采集程序
tnW;E\cR 9.4 超快实验光路调节技巧
h K}bj 9.4.1 双镜法调节光路
i&@,5/'-_O 9.4.2 光程设定
Q)Dwq? 9.4.3 延迟线
?Nl"sVCo 9.4.4 重合的调节
1 2]fQkp 9.4.5 光楔的使用
iIU(
C.I 9.4.6 偏振调节
voRfjsS~ 9.4.7 翻转镜的使用
T }uE0Z, 9.5 超连续白光
n'64;J5 9.5.1 白光产生简介
A1,4kqmE 9.5.2 白光产生条件
liNON 9.5.3 白光的色散与色差
Wm6dQQ;Bj 9.6 实验检错
?'~;Q) 9.7 其他测量方法
t,vTAq.)) 9.7.1 锁相放大器
sdF3cX 9.7.2 门积分平均器
:+kUkb-/ 9.7.3 电荷耦合器件
8g5V,3_6 参考文献
}?O[N}>,m 第10章 奇异值分解及全局拟合数据处理方法
}g,X5v?W 10.1 方法简介
&?$\Y,{ 10.2 数据矩阵的准备
~!
Lw1]& 10.3 奇异值分解的计算
@&/\r
7
' 10.4 组分的选择方法
*=^[VV! 10.5 物理模型的建立
,e ELRzjl 10.6 全局拟合
(4)3W^/kk? 参考文献
^L~ [+| 第11章 荧光的偏振性与荧光发射的各向异性
W:ixzpQ 11.1 荧光偏振状态的表征(偏振比和发射各向异性)
WX*cI Cb5 11.1.1 线性偏振光激发
7L{li-crI 11.1.2 自然光激发
Nz]aaoO4 11.2 瞬时和稳态各向异性
ti;%BS 11.2.1 瞬时各向异性
S_!R^^ySG9 11.2.2 稳态各向异性
q=[U}{ 11.3 各向异性的加和法则
`p"U 11.4 发射各向异性与发射跃迁矩角分布之间的关系
l Z~+u 11.5 分子固定不动取向随机分布的情形
px&=((Z7> 11.5.1 吸收跃迁矩和发射跃迁矩相互平行的情形
$u,GVq~ 11.5.2 吸收跃迁矩和发射跃迁矩非平行的情形
]]V^:"ne 11.6 转动布朗运动效应
#6FaIq92V 11.6.1 自由转动
3GWrn,f 11.6.2 受阻转动
ag/u8 11.7 应用
7jZrU|:yu( 参考文献
j];1"50? 第12章 超快荧光测量技术
J:W'cH$cR 12.1 超快荧光测量技术简介
bVmvjY4 12.2 荧光上转换技术
?HxS)Pqq 12.2.1 相位匹配
&(\@sxAyZ 12.2.2 光谱带宽与群速失配
?xHtn2(q 12.2.3 荧光上转换实验
)O-sWh4 12.3 光克尔门技术
w2<*$~C] 12.3.1 光克尔荧光技术原理
XkoW L 12.3.2 光克尔荧光技术实验
n1`T#%e 12.4 荧光非共线光参量放大技术
NQ3|\<Wt 12.4.1 光参量放大基本原理
9_`3IJ 12.4.2 荧光光参量放大系统的基本构成
3V!x?H$ 12.4.3 数据采集系统
lvig>0:M 12.4.4 荧光收集系统
E#~2wqK 12.5 荧光放大光谱的失真与矫正
]J~g'"> 12.5.1 影响光谱增益的因素
HU.1":.; 12.5.2 理论与实验的对比
[b pwg&Oo 12.5.3 光谱失真的解决方法
W) 参考文献
C_89YFn+ 第13章 飞秒激光脉冲性质表征方法
.hnF]_QQ 13.1 飞秒激光脉冲
Kk56/(_S 13.1.1 激光脉冲的数学表示
6NKF'zh 13.1.2 脉冲波形与脉冲宽度
~)!VV) 13.1.3 色散、啁啾及其对脉冲宽度的影响
9/QS0 13.1.4 载波位相
c; d"XiA 13.1.5 相速和群速
o[H\{a> 13.1.6 波前及波前倾斜
:=B[yD! 13.2 激光脉冲脉宽测量方法
zXDd,ltm 13.2.1 自相关方法
R=DPeUy; 13.2.2 频率分辨光学开关方法
O^D c&w 13.2.3 光谱位相相干电场重建方法
t"#lnG!G 13.3 脉冲激光载波位相及波前倾斜测量
}W)Mwu'W 13.3.1 光谱干涉仪及载波位相的测量
v,@E}F~-f1 13.3.2 波前倾斜测量
EXH!glR[$ 13.3.3 非共线光参量放大的相速、群速匹配条件
aliQ6_ 参考文献
d<)s@Ntgm 第14章 脉冲升温-纳秒时间分辨中红外瞬态吸收光谱
2w;G4 14.1 引言
k@lXXII ? 14.2 溶剂水(重水)的脉冲升温
JiUT\y 14.3 纳秒脉冲升温典型激光光源介绍
]b!R-G!gV 14.3.1 高压气体拉曼频移池
y>&VtN{E 14.3.2 Ho:YAG脉冲激光器
012:BZR 14.4 红外探测光源
aq$62>[ 14.4.1 一氧化碳激光器
2@OBeR 14.4.2 红外单色仪定标
E{?L= ^cU 14.5 信号探测及数据采集系统
>dcqPNDg1^ 14.6 数据采集系统的改进
q8tP29 14.7 温度定标
P|yGx)'^P 14.8 红外实验蛋白样品处理方法
7n$AkzO0 14.9 脉冲升温-时间分辨中红外瞬态吸收光谱应用实例
fa/P%9db 14.9.1 细胞色素C热稳定性研究
e*6U |+kJ 14.9.2 二硫键异构酶(DsbC)生物学异常活性研究
]VmzKA|h+ 参考文献
`=PB2' 第15章 噪声与微弱信号测量
?cA8P.?^A 15.1 信噪比
WCWSLEAza 15.2 噪声的种类、来源以及相应的减噪措施
0fZ:")&4, 15.3 随机噪声
6Eij>{v 15.3.1 随机噪声的正态分布
yDDghW'\WU 15.3.2 典型随机噪声的频谱特性
z1)$ 15.3.3 噪声的时域特性:脉冲噪声、起伏噪声
4/ 0/#G#j 15.3.4 等效噪声带宽
&P{o{ 15.4 电子仪器的固有噪声
|q9,,i}! 15.4.1 热噪声
{: Am9B 15.4.2 温漂的影响
$a)JCErN 15.4.3 散粒噪声
1NB2y[ 15.4.4 接触噪声
CAA tco5 15.4.5 放大器级联时的噪声
B=r]_&u-u 15.5 外部干扰噪声及其抑制
AD0ptHUBa 15.5.1 外部干扰的途径
5?S{W 15.5.2 传导干扰的抑制
wCTcGsw W 15.5.3 公共阻抗耦合干扰的抑制
~t1O]aO( 15.5.4 空间耦合干扰的抑制
0 m)-7@ 15.6 相敏检测技术
h0&>GY;i 15.7 纳秒量级时间分辨实验中电磁干扰屏蔽举例
n$}R/* 参考文献
)UxQf37 第16章 接口及计算机控制简介
00$ @0 16.1 常用仪器通信接口
A8CIP:Z 16.1.1 串行接口
g!~-^_F 16.1.2 并行接口
nEeQL~: 16.1.3 GPIB/IEEE488接口
YqK+F=0 16.1.4 Ethernet接口
,'/HcF?yf 16.1.5 USB接口
Ac*B[ywA3 16.2 常用仪器控制编程
软件 d;*OO xQV 16.2.1 Visual C
'2Mjz6mBDA 16.2.2 Visual Basic
8ItCfbqa6 16.2.3 LabVIEW
wC4AVJJ^> 16.3 常用接口编程示例
GF$rPY[ 16.3.1 Visual Basic串口编程
%N?W]vbra
16.3.2 Visual Basic并口编程
\#IJ=+z 16.3.3 LabVIEW串口编程
G!>
iqG 16.3.4 LabVIEW GPIB编程
BWqik_ 参考文献