《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。
r~Y>+ln. 《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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@9_nwf~X4 ?G4iOiyt
HCX!P4Hj 3E<aiGU 目录
}iPo8Ra 第1章 时间分辨光谱技术导论
nmD1C_& 1.1 时间分辨光谱概述
\g~ws9'~ 1.1.1 时间分辨简介
'v'`
F*6 1.1.2 飞秒化学
PU^[HC*K 1.2 量子波包
gq
H`GI 1.2.1 量子力学波包
Hi]vHG( 1.2.2 里德堡(Rydberg)态波包
U/.w;DI 1.2.3 波包再现结构
,pDp>-vI% 1.2.4 波包的制备与激发光脉宽
yD"]{ 1.2.5 波包的产生
Qy{NS.T 1.2.6 波包运动的实验测量方法
:FoOQ[Q 1.2.7 波包测量实例分析
H<V+d^qX\w 1.3 密度矩阵表示
/yx=7< 1.3.1 相干态的密度矩阵表示
2-8YSHlh 1.3.2 密度算符与密度矩阵
,(j>)g2Ob 1.3.3 纯态和混合态
J*}VV9H 1.3.4 混合态的密度矩阵
&e%{k@ 1.4 飞秒光相干振动激发的唯象处理
b%3Q$wIJ6 1.5 低频振动相干态冲击受激拉曼散射实验测量及理论分析
^D9
/ 1.5.1 相干态冲击受激拉曼散射泵浦-探测实验测量
Z -pyFK\ 1.5.2 相干态冲击受激拉曼散射实验结果的理论分析
+DicP"~* 参考文献
rU;
g0'4e 第2章 分子光谱学基础
d>^~9X 2.1 光谱的量子本性
AU0$A403 2.1.1 一维谐振子的波函数
S#P+B*v 2.1.2 角动量的量子化特征
,"@w>WL<9 2.2 轨道与电子态
|d~B]65t 2.2.1 原子轨道与电子态
C@ FxB[ 2.2.2 分子轨道与电子组态
IgLVn<5n 2.3 分子对称性与分子点群
3 sS=?q 2.4 电子跃迁与光谱
M]J[6EW 2.4.1 分子的光吸收
btUq 2.4.2 跃迁矩
BD hLz 2.5 光谱跃迁选择定则
uPFRh~ (b 2.5.1 原子的电子跃迁选择定则
M_tj7Q3
W 2.5.2 分子的电子态跃迁选择定则
(})]H:W7 2.5.3 电子态跃迁中的振动跃迁选择定则
1T!cc%ah 2.5.4 纯振动、转动跃迁选择定则
=ZG<BG_ 2.6 激发态性质
ah 4kA LO 2.6.1 激发态表示方法
buRhQ" 2.6.2 激发态寿命
A)OdQFet( 2.6.3 激发态能量
u06tDJ[ 2.6.4 溶剂效应
U%Dit 2.6.5 无辐射跃迁过程
l<$rqz3D 2.6.6 激发态反应的Kasha规则
DD2adu^ 参考文献
lrCm9Oy 第3章 飞秒激光技术
\.5F](: 3.1 飞秒脉冲
激光器的发展
)r=9]0= 3.2 克尔
透镜锁模掺钛蓝宝石飞秒激光振荡器
*f{7 3.2.1 掺钛蓝宝石晶体的性质
@o`sf-8x 3.2.2 克尔透镜锁模原理
:eSc; 3.2.3 钛宝石激光器谐振腔
<BZ_ (H 3.2.4 激光器锁模运转特性
!syU]Yk 3.2.5 色散与色散补偿
37#cx)p^f 3.3 啁啾脉冲放大器
T]^?l 3.3.1 展宽器与压缩器
j(&GVy^;? 3.3.2 啁啾脉冲放大器工作原理与结构
P2O\!'aEh 3.3.3 啁啾脉冲放大器实例介绍
vxb@9eb!H 3.4 非线性光学频率变换
x,w8r+~5 3.4.1 近红外波段共线光参量放大
|4=ihB9+ 3.4.2 可见光波段非共线光参量放大
SK?I. 3.4.3 如何获得紫外、中红外波段的飞秒脉冲
Z?-;.G* 3.4.4 频率变换装置实例介绍
H4W1\u 参考文献
Umij!=GPG^ 第4章 非线性光谱学基础
?qy*s3j'M 4.1 密度算符
Qr<AV: 4.1.1 纯态的密度算符
V)=Z6 ti 4.1.2 密度算符的时间演化
>A<Df 4.1.3 统计平均的密度算符
gglf\)E;}E 4.1.4 二能级系统密度矩阵的时间演化:无微扰情形
lBS"3s384 4.1.5 Liouville表示下的密度算符
46ILs1T6 4.1.6 退位相
&i)helXs] 4.1.7 各种表示的层级结构
)Q~C4 C-j 4.1.8 二能级系统密度矩阵的时间演化:光学Bloch方程
C B6A}m 4.2 微扰展开
?gU }[] 4.2.1 动机:非微扰展开的局限
N=q#y@ L 4.2.2 时间演化算符
2.ew^D# 4.2.3 相互作用表象
kj-=xhJ{= 4.2.4 备注:Heisenberg表象
*u}'}jC1X 4.2.5 波函数的微扰展开
sp^Wo7&g 4.2.6 密度矩阵的微扰展开
0fA=_=A, 4.2.7 非线性光学简介
7"#f!.E 4.2.8 非线性极化强度
><cU7 ja[^ 4.3 双边Feynman图
@`6}`k 4.3.1 Liouville路径
>G&^?5 4.3.2 时序和准冲击极限
+N7"EROc 4.3.3 旋转波近似
?HV }mS[t 4.3.4 相位匹配
oooS s&t 参考文献
C\OECVT 第5章 非线性光谱学原理及其应用
p=H3Q?HJ} 5.1 非线性光谱学
~JLYhA^'+< 5.1.1 线性光谱学
vmLpmxS 5.1.2 三能级系统的泵浦-探测光谱学
F.68iN} 5.1.3 量子拍光谱学
G?R_aPP 5.1.4 双脉冲光子回波光谱学
]W;:|/,c 5.2 退相位的微观理论:光谱线型的Kubo随机理论
q~j)W$k 5.2.1 线性响应
S"Kq^DN 5.2.2 非线性响应
oXdel
Ju? 5.2.3 三脉冲光子回波光谱学
W+K.r?G<j 5.3 退位相的微观理论:Brown振子模型
07FT)QTE 5.3.1 含时哈密顿量的时间演化算符
f}2;N 5.3.2 Brown振子模型
<*_o0;h| 5.4 二维光谱仪:三阶响应函数的直接测量
^zgacn 5.4.1 单跃迁的二维光谱
,m:L2 -J@ 5.4.2 一组耦合振子的二维红外光谱
Dm^l?Z 5.4.3 弱耦合振动态的激子模型
GB=bG%Tb 参考文献
)nOE8y/ 第6章 二维红外光谱
iy}xICt 6.1 简介
;
h85=l<8u 6.1.1 二维红外光谱定义
57<Di!rt 6.1.2 二维红外光谱的用途
J0sGvj{ 6.2 二维红外光谱原理
Wxn#Rk#> 6.3 二维红外光谱实验
z+
ZG1\ 6.3.1 飞秒红外激光
光源 #3+~.,X9 6.3.2 二维红外光谱仪
p31oL{D 6.3.3 二维红外光谱图
n+rM"Gxz 6.4 二维红外光谱的应用
gHZqA_*T8U 6.4.1 快速动态变化
l!:^6i 6.4.2 分子结构
\E77SO,$ 6.4.3 分子间相互作用
Fm5Q&'`l 6.5 展望
!3V{2-y$- 参考文献
f3vF"O 第7章 二维电子态相干光谱原理、实验及理论
模拟 5{X*a 7.1 二维光谱原理
nA+F 7.2 二维可见光谱实验装置
$''UlWK 7.3 数据采集及计算
VX!hv`E 7.4 理论
\7 Gz\=\LR 7.5 实验结果与讨论
uXpv*i{R 7.5.1 实验
R5ZIC4p 7.5.2 理论模拟
03_pwB)^ 7.6 二维电子光谱应用举例
,56;4)cv 附:三能级系统的三阶响应函数
g YUTt 参考文献
E30Z`$cz: 第8章 二维飞秒时间分辨光谱概论
5gshKmt_ 8.1 背景介绍
Oyan9~ 8.2 一维傅里叶变换谱
En\Z#0,V 8.3 自由感应衰减
'yr{^Pek 8.4 非线性响应
Du!._ 8.5 信号辐射和传播
(A4&k{C_ 8.6 密度矩阵方法及双边费曼图
ZLrHZhP-+ 8.7 二维傅里叶变换谱
2M&$Wuu.q 参考文献
Mq'IkSt' 第9章 飞秒瞬态吸收光谱及常规光路调节技术
]]PE#DDg 9.1 简介
$DE&J4K 9.2 实验光路
\=fh-c(J, 9.3 数据采集与计算
F>-}*o 9.3.1 瞬态光谱动力学
``4?a7!! 9.3.2 数据采集
!iJipe5 9.3.3 采集程序
P)hi||[ 9.4 超快实验光路调节技巧
w
&
P&7 9.4.1 双镜法调节光路
"V}qf3qU 9.4.2 光程设定
9!#EwPD$# 9.4.3 延迟线
kceyuD$3G 9.4.4 重合的调节
s[X
B#)H4 9.4.5 光楔的使用
r6
}_H?j 9.4.6 偏振调节
6|#g+&[ 9.4.7 翻转镜的使用
U&W"Ea=R/ 9.5 超连续白光
lDN?|YG 9.5.1 白光产生简介
zJCEA 9.5.2 白光产生条件
^Xs]C|=W 9.5.3 白光的色散与色差
%b?uW]j: 9.6 实验检错
6$RpV'xz 9.7 其他测量方法
taDQ65 9.7.1 锁相放大器
.iT4- 9.7.2 门积分平均器
[K:29N9~4 9.7.3 电荷耦合器件
|,sMST% 参考文献
o;J;k_[MX 第10章 奇异值分解及全局拟合数据处理方法
5g0_WpO 10.1 方法简介
V.VJcx 10.2 数据矩阵的准备
5@f5S0 Y 10.3 奇异值分解的计算
r?3Aqi" 10.4 组分的选择方法
YgimJsm 10.5 物理模型的建立
:1_mfX 10.6 全局拟合
(Ilsk{aB;A 参考文献
vpLMhf` 第11章 荧光的偏振性与荧光发射的各向异性
doLNz4W 11.1 荧光偏振状态的表征(偏振比和发射各向异性)
"DpKrVuG 11.1.1 线性偏振光激发
J-XTN"O 11.1.2 自然光激发
G~!C=l 11.2 瞬时和稳态各向异性
l$M +.GB< 11.2.1 瞬时各向异性
AC4 l<:Yh 11.2.2 稳态各向异性
0( //D;j 11.3 各向异性的加和法则
6fGK(r 11.4 发射各向异性与发射跃迁矩角分布之间的关系
(U9a@1 11.5 分子固定不动取向随机分布的情形
3U;1D2"AE 11.5.1 吸收跃迁矩和发射跃迁矩相互平行的情形
e U;jP]FA 11.5.2 吸收跃迁矩和发射跃迁矩非平行的情形
Y/lN@ 11.6 转动布朗运动效应
ti9}*8 11.6.1 自由转动
P
{H{UKs# 11.6.2 受阻转动
vr4S9`, 11.7 应用
] .5OX84 参考文献
- _t&+5] 第12章 超快荧光测量技术
WQKj]:qk0 12.1 超快荧光测量技术简介
ZqK]jT6V/X 12.2 荧光上转换技术
k
,fTW^ ? 12.2.1 相位匹配
HJ@5B" 12.2.2 光谱带宽与群速失配
l RND 12.2.3 荧光上转换实验
=x
H~ww (D 12.3 光克尔门技术
U
~1SF 12.3.1 光克尔荧光技术原理
'{VM>Q 12.3.2 光克尔荧光技术实验
,Rz}=j 12.4 荧光非共线光参量放大技术
8R4qU!M 12.4.1 光参量放大基本原理
#{,h@g}W 12.4.2 荧光光参量放大系统的基本构成
'C~9]Y]. 12.4.3 数据采集系统
7zGMkl 12.4.4 荧光收集系统
Pz`hX$ 12.5 荧光放大光谱的失真与矫正
MGybGbd 12.5.1 影响光谱增益的因素
}4h0bI 12.5.2 理论与实验的对比
3_zSp.E\l 12.5.3 光谱失真的解决方法
2 ~-( A 参考文献
' ^a!`"Bc 第13章 飞秒激光脉冲性质表征方法
bU+9Gi@v 13.1 飞秒激光脉冲
x)R0F\_ 13.1.1 激光脉冲的数学表示
SRf5W'4y 13.1.2 脉冲波形与脉冲宽度
(\vXA4Oa, 13.1.3 色散、啁啾及其对脉冲宽度的影响
}cW#045es 13.1.4 载波位相
[H^ X"D 13.1.5 相速和群速
x+^Vg3 q 13.1.6 波前及波前倾斜
Yi Zx{5 13.2 激光脉冲脉宽测量方法
(}~ucI<~ 13.2.1 自相关方法
`~nCbUUee 13.2.2 频率分辨光学开关方法
[z+x"9l0! 13.2.3 光谱位相相干电场重建方法
)U5u" ]9~ 13.3 脉冲激光载波位相及波前倾斜测量
hdg<bZk: 13.3.1 光谱干涉仪及载波位相的测量
wPH+n-&e 13.3.2 波前倾斜测量
&+- e 13.3.3 非共线光参量放大的相速、群速匹配条件
6"%2,`Nu 参考文献
?Aw3lH#: 第14章 脉冲升温-纳秒时间分辨中红外瞬态吸收光谱
kqf8=y 14.1 引言
zlkWU 14.2 溶剂水(重水)的脉冲升温
uV77E*+7\ 14.3 纳秒脉冲升温典型激光光源介绍
O`(U/? 14.3.1 高压气体拉曼频移池
5^2TfG9 14.3.2 Ho:YAG脉冲激光器
s=U\_koyH 14.4 红外探测光源
xwOE+ 14.4.1 一氧化碳激光器
X6kaL3L} 14.4.2 红外单色仪定标
s<VJ`Ur 14.5 信号探测及数据采集系统
=|V"#3$f 14.6 数据采集系统的改进
OjATSmZ@@ 14.7 温度定标
+WLD 14.8 红外实验蛋白样品处理方法
4J}3,+ 14.9 脉冲升温-时间分辨中红外瞬态吸收光谱应用实例
Tf[dZ(+\ 14.9.1 细胞色素C热稳定性研究
b1)\Zi 14.9.2 二硫键异构酶(DsbC)生物学异常活性研究
[*HiI= 参考文献
OG}KqG!n 第15章 噪声与微弱信号测量
]]y[t|6 15.1 信噪比
hBy*09Sv 15.2 噪声的种类、来源以及相应的减噪措施
0BDS_Rx 15.3 随机噪声
vZk9gGjk 15.3.1 随机噪声的正态分布
mn`5pha 15.3.2 典型随机噪声的频谱特性
fTgbF{?xh 15.3.3 噪声的时域特性:脉冲噪声、起伏噪声
3+zzi 15.3.4 等效噪声带宽
3'^S3W% 15.4 电子仪器的固有噪声
|^!Vo&T 15.4.1 热噪声
d?}hCo=/Xq 15.4.2 温漂的影响
`oXg<tivU 15.4.3 散粒噪声
^O \q3HA_4 15.4.4 接触噪声
)Ga8`t" 15.4.5 放大器级联时的噪声
u\3ZIb 15.5 外部干扰噪声及其抑制
UM\}aq=, 15.5.1 外部干扰的途径
xT=ySa$|> 15.5.2 传导干扰的抑制
KBj@V6Q 15.5.3 公共阻抗耦合干扰的抑制
|D+p$^L 15.5.4 空间耦合干扰的抑制
M:(&n@e 15.6 相敏检测技术
CjV7q y 15.7 纳秒量级时间分辨实验中电磁干扰屏蔽举例
D-D# ` 参考文献
X+*<B(E 第16章 接口及计算机控制简介
N'a?wBBR
16.1 常用仪器通信接口
OPLl*bnf 16.1.1 串行接口
9tAE#A 16.1.2 并行接口
-;ER`Jqs, 16.1.3 GPIB/IEEE488接口
<M305BH 16.1.4 Ethernet接口
23k)X"5 16.1.5 USB接口
q;No"_aAd 16.2 常用仪器控制编程
软件 fFHK:n` 16.2.1 Visual C
V8T#NJ 16.2.2 Visual Basic
6kR
-rA 16.2.3 LabVIEW
l.uN$B 16.3 常用接口编程示例
->3uOF!q 16.3.1 Visual Basic串口编程
&t_A0z 16.3.2 Visual Basic并口编程
yWmrdvL 16.3.3 LabVIEW串口编程
[9J:bD 16.3.4 LabVIEW GPIB编程
?(>k,[n 参考文献