《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。
&7'=t6 《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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@~gPZm ,%Z&*/*Oh
;ZB=@@l( DvhFCA}z 目录
*ssw`}yE' 第1章 时间分辨光谱技术导论
G9xl-ag+z 1.1 时间分辨光谱概述
%(s| 1.1.1 时间分辨简介
_*}D@yy& 1.1.2 飞秒化学
+_ehzo97 1.2 量子波包
Yjo$vQi 1.2.1 量子力学波包
UK
OhsE 1.2.2 里德堡(Rydberg)态波包
T}\>8EEG 1.2.3 波包再现结构
=0&XdxX 1.2.4 波包的制备与激发光脉宽
ecm+33C 1.2.5 波包的产生
Rm3W&hQ 1.2.6 波包运动的实验测量方法
c2V_|oL 1.2.7 波包测量实例分析
#HL$`&m 1.3 密度矩阵表示
7VfXE/ 1.3.1 相干态的密度矩阵表示
&H+ wzx< 1.3.2 密度算符与密度矩阵
u9:sj 1.3.3 纯态和混合态
_&(Wz0 1.3.4 混合态的密度矩阵
4qDa:D"5 1.4 飞秒光相干振动激发的唯象处理
fBTNI`# 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
CkB86 1.5.1 相干态冲击受激拉曼散射泵浦-探测实验测量
$
^)g, 1.5.2 相干态冲击受激拉曼散射实验结果的理论分析
:M;|0w*b 参考文献
HziQ%QR 第2章 分子光谱学基础
:hOB
2.1 光谱的量子本性
qKXg'1#E) 2.1.1 一维谐振子的波函数
Y<^Or 2.1.2 角动量的量子化特征
l 2.2 轨道与电子态
?b d&Av 2.2.1 原子轨道与电子态
4Tuh]5 2.2.2 分子轨道与电子组态
)cgNf]oy 2.3 分子对称性与分子点群
D0\*WK$ 2.4 电子跃迁与光谱
[)}`w;# 2.4.1 分子的光吸收
`0s3to%7 2.4.2 跃迁矩
/W>?p@j+K 2.5 光谱跃迁选择定则
c 9gm% 2.5.1 原子的电子跃迁选择定则
@6_w{6:b 2.5.2 分子的电子态跃迁选择定则
v7j/_;JE; 2.5.3 电子态跃迁中的振动跃迁选择定则
z__{6"^ 2.5.4 纯振动、转动跃迁选择定则
uj}%S_9 2.6 激发态性质
ixy:S1pI 2.6.1 激发态表示方法
rU>l(O'b 2.6.2 激发态寿命
cooicKS7 2.6.3 激发态能量
[C
ezz5 2.6.4 溶剂效应
g:^Hex?Yfd 2.6.5 无辐射跃迁过程
7F]oK0l_ 2.6.6 激发态反应的Kasha规则
Ai%Wt- 参考文献
*` - 第3章 飞秒激光技术
5!i\S[: 3.1 飞秒脉冲
激光器的发展
<YG 42,N 3.2 克尔
透镜锁模掺钛蓝宝石飞秒激光振荡器
)fuAdG 3.2.1 掺钛蓝宝石晶体的性质
N#OO{`":Z` 3.2.2 克尔透镜锁模原理
<@>icDFEHn 3.2.3 钛宝石激光器谐振腔
_B&;z $ 3.2.4 激光器锁模运转特性
2zsDb'r 3.2.5 色散与色散补偿
x;JC{d# 3.3 啁啾脉冲放大器
M%13b$i~f 3.3.1 展宽器与压缩器
AGlFbc(L 3.3.2 啁啾脉冲放大器工作原理与结构
j%S}
T)pX 3.3.3 啁啾脉冲放大器实例介绍
^AwDZX 3.4 非线性光学频率变换
^6UE/4x!y 3.4.1 近红外波段共线光参量放大
d<_IC7$u> 3.4.2 可见光波段非共线光参量放大
*[3tGiU J 3.4.3 如何获得紫外、中红外波段的飞秒脉冲
_y [B/C,q 3.4.4 频率变换装置实例介绍
VyIM ,glu 参考文献
Y>i
Qp/k: 第4章 非线性光谱学基础
){J ,Z*& 4.1 密度算符
V[*<^% 4.1.1 纯态的密度算符
LqQ&4I 4.1.2 密度算符的时间演化
0;5qo~1 4.1.3 统计平均的密度算符
+nFC&~q 4.1.4 二能级系统密度矩阵的时间演化:无微扰情形
&
@$ D( 4.1.5 Liouville表示下的密度算符
> W^"*B 4.1.6 退位相
AhVV 4.1.7 各种表示的层级结构
;|vn;s/ 4.1.8 二能级系统密度矩阵的时间演化:光学Bloch方程
pr\OjpvD 4.2 微扰展开
xCU
pMB7 4.2.1 动机:非微扰展开的局限
DRu#vC 4.2.2 时间演化算符
gr>>]C$ 4.2.3 相互作用表象
@vi;P ^1! 4.2.4 备注:Heisenberg表象
cS|W&IH1 4.2.5 波函数的微扰展开
R5cpmCs@R 4.2.6 密度矩阵的微扰展开
U)S!@2(4 4.2.7 非线性光学简介
Ap(>mUs!i 4.2.8 非线性极化强度
Eye.#~ 4.3 双边Feynman图
H3|x 4.3.1 Liouville路径
8Vm)jnM 4.3.2 时序和准冲击极限
I|P#|0< 2 4.3.3 旋转波近似
hRktvO)K 4.3.4 相位匹配
<QRRD*\ 参考文献
qAVZ&:# 第5章 非线性光谱学原理及其应用
pTcN8E&Unz 5.1 非线性光谱学
\4 hB1- 5.1.1 线性光谱学
:W}M$5 | 5.1.2 三能级系统的泵浦-探测光谱学
/80RO:'7 5.1.3 量子拍光谱学
'_M"yg6d 5.1.4 双脉冲光子回波光谱学
ET=-r 5.2 退相位的微观理论:光谱线型的Kubo随机理论
^s3 SzB@ 5.2.1 线性响应
fJOA5( 5.2.2 非线性响应
X=X 5.2.3 三脉冲光子回波光谱学
zqGo7;;# 5.3 退位相的微观理论:Brown振子模型
idP2G|Z 5.3.1 含时哈密顿量的时间演化算符
.^FdO$" 5.3.2 Brown振子模型
_Dg|Iz,Uh 5.4 二维光谱仪:三阶响应函数的直接测量
OR-fC 5.4.1 单跃迁的二维光谱
4wx_@8 5.4.2 一组耦合振子的二维红外光谱
:J;*]o: 5.4.3 弱耦合振动态的激子模型
5wy3C 参考文献
%b3s|o3An 第6章 二维红外光谱
(Q][d+} / 6.1 简介
-x0u}I 6.1.1 二维红外光谱定义
aiwKkf`\ 6.1.2 二维红外光谱的用途
]=T-Cv=t 6.2 二维红外光谱原理
@xPWR=Lb 6.3 二维红外光谱实验
HF]|>1WV[ 6.3.1 飞秒红外激光
光源 /UPe@ 6.3.2 二维红外光谱仪
^q)s 6.3.3 二维红外光谱图
S,2{^X 6.4 二维红外光谱的应用
o"e]9{+< 6.4.1 快速动态变化
_(J/$D 6.4.2 分子结构
^Y+P(o$HM 6.4.3 分子间相互作用
%Ig3udcY? 6.5 展望
C.q4rr 参考文献
HD{2nZT 第7章 二维电子态相干光谱原理、实验及理论
模拟 m?pm)w 7.1 二维光谱原理
s&~i S[ 7.2 二维可见光谱实验装置
=?gDM[t^ 7.3 数据采集及计算
).9m6.%Uk 7.4 理论
`_5{:
9N$ 7.5 实验结果与讨论
2<8JY4]!] 7.5.1 实验
N3QDPQ 7.5.2 理论模拟
B@v"giJg r 7.6 二维电子光谱应用举例
A&/YnJ" 附:三能级系统的三阶响应函数
UU"' 参考文献
}2~$"L,_ 第8章 二维飞秒时间分辨光谱概论
@Xj6h!"R 8.1 背景介绍
3zuYN-; 8.2 一维傅里叶变换谱
z)U/bjf 8.3 自由感应衰减
[5sa1$n96G 8.4 非线性响应
{ x/~gp 8.5 信号辐射和传播
ftwn<B 8.6 密度矩阵方法及双边费曼图
&5o ln@YL 8.7 二维傅里叶变换谱
r*XEne 参考文献
/#xx,?~xx0 第9章 飞秒瞬态吸收光谱及常规光路调节技术
y ZR\(\?< 9.1 简介
86<[!ZM 9.2 实验光路
`c%{M4bF\ 9.3 数据采集与计算
&'d3Yt 9.3.1 瞬态光谱动力学
:B"Y3~I 9.3.2 数据采集
Fl0 :Z 9.3.3 采集程序
<maYS2 9.4 超快实验光路调节技巧
6y+}=)J 9.4.1 双镜法调节光路
?kKr/f4N 9.4.2 光程设定
z*B-`i. 9.4.3 延迟线
K \_JG$(9 9.4.4 重合的调节
UUaC@Rs2 9.4.5 光楔的使用
oVYW'~OID 9.4.6 偏振调节
s(MLBV5)w 9.4.7 翻转镜的使用
C)xM>M_CB 9.5 超连续白光
rf]'VJg#3 9.5.1 白光产生简介
TZYz`l+v 9.5.2 白光产生条件
Tq*K
=^ 9.5.3 白光的色散与色差
c6_i~0W56 9.6 实验检错
\:@yfI@ 9.7 其他测量方法
-N~eb^3[c 9.7.1 锁相放大器
95%QF;h 9.7.2 门积分平均器
Vp
j[)W%L 9.7.3 电荷耦合器件
z)&ZoSXWc 参考文献
>0Gdxj]\ 第10章 奇异值分解及全局拟合数据处理方法
|VxO ,[~ 10.1 方法简介
}Z Nyd 10.2 数据矩阵的准备
rVF7!|& 10.3 奇异值分解的计算
l11+sqg 10.4 组分的选择方法
g:]X '%Ub 10.5 物理模型的建立
" }oH3L 10.6 全局拟合
eB,eu4+- 参考文献
E\lel4ai 第11章 荧光的偏振性与荧光发射的各向异性
?|,-Bft3 11.1 荧光偏振状态的表征(偏振比和发射各向异性)
I' TprT 11.1.1 线性偏振光激发
;N;['xcx; 11.1.2 自然光激发
%MH!L2| 11.2 瞬时和稳态各向异性
3yp?|>e 11.2.1 瞬时各向异性
C^8n;i9 11.2.2 稳态各向异性
vS'l@`Eg] 11.3 各向异性的加和法则
Cr#Z. 11.4 发射各向异性与发射跃迁矩角分布之间的关系
xR`M#d5" 11.5 分子固定不动取向随机分布的情形
ywj'S7~A 11.5.1 吸收跃迁矩和发射跃迁矩相互平行的情形
t+<?$I[ 11.5.2 吸收跃迁矩和发射跃迁矩非平行的情形
M'-Z" 11.6 转动布朗运动效应
3:~ *cU 11.6.1 自由转动
bj$VYS"kY 11.6.2 受阻转动
DL]\dD 11.7 应用
MQvk&
AX 参考文献
uXkc07 r' 第12章 超快荧光测量技术
nXFPoR)T 12.1 超快荧光测量技术简介
5eJMu=UpR 12.2 荧光上转换技术
ilr'<5rq 12.2.1 相位匹配
3Eu;_u_ 12.2.2 光谱带宽与群速失配
_Z{EO|L 12.2.3 荧光上转换实验
[oS4WP 12.3 光克尔门技术
Iq["(!7E5 12.3.1 光克尔荧光技术原理
H{CiN 12.3.2 光克尔荧光技术实验
wJ Qm7n-+ 12.4 荧光非共线光参量放大技术
]**h`9MF
12.4.1 光参量放大基本原理
:Cdqj0O3u 12.4.2 荧光光参量放大系统的基本构成
PqVz^(Wz 12.4.3 数据采集系统
g;mX {p_@ 12.4.4 荧光收集系统
wpI_yp 12.5 荧光放大光谱的失真与矫正
j Wjp0ii 12.5.1 影响光谱增益的因素
c[<>e#s+; 12.5.2 理论与实验的对比
}{y(&Oy3Y 12.5.3 光谱失真的解决方法
CD:$22*] 参考文献
YQ$EN>.eO 第13章 飞秒激光脉冲性质表征方法
V(c>1xLlz 13.1 飞秒激光脉冲
N3$%!\~O 13.1.1 激光脉冲的数学表示
V N<omi+4 13.1.2 脉冲波形与脉冲宽度
^<OcbOn;O 13.1.3 色散、啁啾及其对脉冲宽度的影响
%`)lCK)2 13.1.4 载波位相
`% ulorS 13.1.5 相速和群速
U6x$R O! 13.1.6 波前及波前倾斜
KbTd`AIL 13.2 激光脉冲脉宽测量方法
,:=g}i 13.2.1 自相关方法
7GG:1:2+> 13.2.2 频率分辨光学开关方法
Q@0Zh,l 13.2.3 光谱位相相干电场重建方法
PL|zm5923 13.3 脉冲激光载波位相及波前倾斜测量
Sk7sxy<F' 13.3.1 光谱干涉仪及载波位相的测量
gUWW}*\ U 13.3.2 波前倾斜测量
"OWW -m 13.3.3 非共线光参量放大的相速、群速匹配条件
%yPjPUHy 参考文献
Bj*\)lG<
第14章 脉冲升温-纳秒时间分辨中红外瞬态吸收光谱
Rx,5?*b$ 14.1 引言
!))!!{ 14.2 溶剂水(重水)的脉冲升温
cyTBp58
14.3 纳秒脉冲升温典型激光光源介绍
)j\9IdkU;y 14.3.1 高压气体拉曼频移池
XmAun 14.3.2 Ho:YAG脉冲激光器
x^~@`]TV^ 14.4 红外探测光源
F_.1^XM 14.4.1 一氧化碳激光器
7#+>1 "\ 14.4.2 红外单色仪定标
'PWX19 14.5 信号探测及数据采集系统
JA2oy09G 14.6 数据采集系统的改进
Iq@&?,W 14.7 温度定标
)o`[wq 14.8 红外实验蛋白样品处理方法
Y.
Uca<{.[ 14.9 脉冲升温-时间分辨中红外瞬态吸收光谱应用实例
w`I+4&/h 14.9.1 细胞色素C热稳定性研究
L}= t"y 14.9.2 二硫键异构酶(DsbC)生物学异常活性研究
V~MyX&` 参考文献
Uu[dx}y 第15章 噪声与微弱信号测量
AwtiV-w 15.1 信噪比
X4CiVV 15.2 噪声的种类、来源以及相应的减噪措施
\OE,(9T2P. 15.3 随机噪声
3<O=,F 15.3.1 随机噪声的正态分布
LARMZoyi 15.3.2 典型随机噪声的频谱特性
I_5[-9 15.3.3 噪声的时域特性:脉冲噪声、起伏噪声
@~&1! 15.3.4 等效噪声带宽
LbUH`0:%t 15.4 电子仪器的固有噪声
g&r3; 15.4.1 热噪声
&fe67#0r) 15.4.2 温漂的影响
4L/nEZ!Nsu 15.4.3 散粒噪声
WP5Vev9*+ 15.4.4 接触噪声
h{ T{3 15.4.5 放大器级联时的噪声
I(uM`g 15.5 外部干扰噪声及其抑制
hdDL92JVg 15.5.1 外部干扰的途径
kgP6'`}E[ 15.5.2 传导干扰的抑制
d]vom@iI 15.5.3 公共阻抗耦合干扰的抑制
)nlFyWXh. 15.5.4 空间耦合干扰的抑制
t~%( Zu>S 15.6 相敏检测技术
*:?XbtIK u 15.7 纳秒量级时间分辨实验中电磁干扰屏蔽举例
"EBCf.3- 参考文献
BVG.ZZR}) 第16章 接口及计算机控制简介
}poLHS/ 16.1 常用仪器通信接口
KEjMxOv1 16.1.1 串行接口
8Om4G]*|, 16.1.2 并行接口
s\ e b 16.1.3 GPIB/IEEE488接口
eCjyx|:J 16.1.4 Ethernet接口
L, 2;-b| 16.1.5 USB接口
^B$cfs@* 16.2 常用仪器控制编程
软件 &2r[4 16.2.1 Visual C
A"/|h]. 16.2.2 Visual Basic
>02p,W6S> 16.2.3 LabVIEW
8&SWQ 16.3 常用接口编程示例
'HJ<"< 16.3.1 Visual Basic串口编程
',!>9Dj 16.3.2 Visual Basic并口编程
Z5eM 16.3.3 LabVIEW串口编程
{__NVv 16.3.4 LabVIEW GPIB编程
VV"w{#XKw 参考文献