《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。
=43NSY 《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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Vw`Q:qo0:b OP-{76vE&b
W_3BL]^= bH'2iG 目录
a{rUk%x 第1章 时间分辨光谱技术导论
u5KAwMw%Q 1.1 时间分辨光谱概述
b+hN\/*] 1.1.1 时间分辨简介
UK,sMKbl1 1.1.2 飞秒化学
nvNF~)mu 1.2 量子波包
[*0M$4 1.2.1 量子力学波包
IJDbm}:/e 1.2.2 里德堡(Rydberg)态波包
;<GxonIV 1.2.3 波包再现结构
HNj;_S 1.2.4 波包的制备与激发光脉宽
Q&?0 ^;r 1.2.5 波包的产生
m@w469&<(q 1.2.6 波包运动的实验测量方法
qcQq.cS_'N 1.2.7 波包测量实例分析
gm!sLZ!X 1.3 密度矩阵表示
se=^K#o 1.3.1 相干态的密度矩阵表示
r=AA
/n< 1.3.2 密度算符与密度矩阵
asLrXGGyT 1.3.3 纯态和混合态
UA]fKi 1.3.4 混合态的密度矩阵
r_
B.bK 1.4 飞秒光相干振动激发的唯象处理
[/ertB 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
~82 {Y
_{/ 1.5.1 相干态冲击受激拉曼散射泵浦-探测实验测量
s| Q1;%Tj 1.5.2 相干态冲击受激拉曼散射实验结果的理论分析
Sl<1Rme=w 参考文献
ib!TXWq 第2章 分子光谱学基础
KH=3HN} 2.1 光谱的量子本性
h%4UeL &F 2.1.1 一维谐振子的波函数
>Q[ Z{ 2.1.2 角动量的量子化特征
{Ja (+NQ 2.2 轨道与电子态
zn_#}}e;G 2.2.1 原子轨道与电子态
p0]\QM l1 2.2.2 分子轨道与电子组态
IA]wO%c 2.3 分子对称性与分子点群
O/d]2<V 2.4 电子跃迁与光谱
V7p
hD3Y 2.4.1 分子的光吸收
l+hOD{F4pS 2.4.2 跃迁矩
.jtv Hr}U 2.5 光谱跃迁选择定则
bQwG"N 2.5.1 原子的电子跃迁选择定则
;'08-Et 2.5.2 分子的电子态跃迁选择定则
`ah|BV 2.5.3 电子态跃迁中的振动跃迁选择定则
6PS[OB{3 2.5.4 纯振动、转动跃迁选择定则
oayu*a. 2.6 激发态性质
#Er"i 2.6.1 激发态表示方法
:eJJL,v 2.6.2 激发态寿命
A,=>
|&* 2.6.3 激发态能量
HJ0;BD.] 2.6.4 溶剂效应
|_-w{2K 2.6.5 无辐射跃迁过程
^3H:I8gRCl 2.6.6 激发态反应的Kasha规则
UX<-jY#'V 参考文献
S $o1Q 第3章 飞秒激光技术
gFu,q`Vf* 3.1 飞秒脉冲
激光器的发展
>7~*j4g 3.2 克尔
透镜锁模掺钛蓝宝石飞秒激光振荡器
y;<suGl 3.2.1 掺钛蓝宝石晶体的性质
p4UEhT 3.2.2 克尔透镜锁模原理
~UNha/nt 3.2.3 钛宝石激光器谐振腔
X!'C'3 X 3.2.4 激光器锁模运转特性
8"-=+w.CZ 3.2.5 色散与色散补偿
@pYC!;n+ 3.3 啁啾脉冲放大器
OJJ [Er1 3.3.1 展宽器与压缩器
yG7H>LF?8 3.3.2 啁啾脉冲放大器工作原理与结构
dGkw%3[ 3.3.3 啁啾脉冲放大器实例介绍
.P")S| 3.4 非线性光学频率变换
SBs! 52 3.4.1 近红外波段共线光参量放大
sK&kp=zu 3.4.2 可见光波段非共线光参量放大
37Q8Yf_ 3.4.3 如何获得紫外、中红外波段的飞秒脉冲
\@N~{72:k 3.4.4 频率变换装置实例介绍
3;> z %{ 参考文献
l}/&6hI+d 第4章 非线性光谱学基础
BnGoB`n 4.1 密度算符
'<uM\v^k 4.1.1 纯态的密度算符
$e--"@[Y 4.1.2 密度算符的时间演化
/~f[># 4.1.3 统计平均的密度算符
Z~8%bfpe 4.1.4 二能级系统密度矩阵的时间演化:无微扰情形
H-v[ShE 4.1.5 Liouville表示下的密度算符
B7|%N=S%/ 4.1.6 退位相
#W3H;'~/5 4.1.7 各种表示的层级结构
r `n|fD. 4.1.8 二能级系统密度矩阵的时间演化:光学Bloch方程
-o`K/f}d 4.2 微扰展开
u~Po5W/i 4.2.1 动机:非微扰展开的局限
S<cz2FlV 4.2.2 时间演化算符
% -AcA 4.2.3 相互作用表象
H.'9]* 4.2.4 备注:Heisenberg表象
z>,M@@ 4.2.5 波函数的微扰展开
3!fR'L/i 4.2.6 密度矩阵的微扰展开
K@g
~ 4.2.7 非线性光学简介
.35~+aqC 4.2.8 非线性极化强度
ge6S_" 4.3 双边Feynman图
T#E$sZ 4.3.1 Liouville路径
fHEIys,{ 4.3.2 时序和准冲击极限
xRhGBb{@s 4.3.3 旋转波近似
yI#qkl- 4.3.4 相位匹配
0a8\{(w 参考文献
.KC V|x;QW 第5章 非线性光谱学原理及其应用
GIc q|Pe 5.1 非线性光谱学
L8f+uI 5.1.1 线性光谱学
p5vQ.Ni*\- 5.1.2 三能级系统的泵浦-探测光谱学
#0uu19+} 5.1.3 量子拍光谱学
X1a~l|$h 5.1.4 双脉冲光子回波光谱学
kc P ZIP: 5.2 退相位的微观理论:光谱线型的Kubo随机理论
qK#"uU8B 5.2.1 线性响应
knG:6tQ 5.2.2 非线性响应
%aK[Yvo6 5.2.3 三脉冲光子回波光谱学
FZ+2{wIV^ 5.3 退位相的微观理论:Brown振子模型
@-\=`#C** 5.3.1 含时哈密顿量的时间演化算符
+pYwc0~ 5.3.2 Brown振子模型
F9K`N8wlu 5.4 二维光谱仪:三阶响应函数的直接测量
{nUmlP=mS 5.4.1 单跃迁的二维光谱
'l~7u({u 5.4.2 一组耦合振子的二维红外光谱
Oy=0Hsh@x 5.4.3 弱耦合振动态的激子模型
\y=28KKc:c 参考文献
d$bO.t5CLh 第6章 二维红外光谱
__QnzEF 6.1 简介
(Z?f eUxp 6.1.1 二维红外光谱定义
f~a
7E;y 6.1.2 二维红外光谱的用途
SH =S> 6.2 二维红外光谱原理
@YH>|{S& 6.3 二维红外光谱实验
iBbaHU*V 6.3.1 飞秒红外激光
光源 H7&y79mB 6.3.2 二维红外光谱仪
E=,5%>C0#% 6.3.3 二维红外光谱图
OF']- 6.4 二维红外光谱的应用
z8}QXXa 6.4.1 快速动态变化
}(Fmr7%m 6.4.2 分子结构
?;`GCE 6.4.3 分子间相互作用
*k,3@_5 6.5 展望
\ 9V_[xD+ 参考文献
p qpsa' 第7章 二维电子态相干光谱原理、实验及理论
模拟 D3dh,&KO\ 7.1 二维光谱原理
\M@IKE 7.2 二维可见光谱实验装置
u;rmqo1 7.3 数据采集及计算
XfVdYmii 7.4 理论
Y_ne?/sZE 7.5 实验结果与讨论
C za}cF 7.5.1 实验
XBCHJj]k 7.5.2 理论模拟
;r"r1'a+@ 7.6 二维电子光谱应用举例
~< UYJc 附:三能级系统的三阶响应函数
e#h&Xa 参考文献
:KX*j$5U 第8章 二维飞秒时间分辨光谱概论
*#}=>, v 8.1 背景介绍
9H4"=!AAgD 8.2 一维傅里叶变换谱
Hkia&nz'3 8.3 自由感应衰减
*'aJO}$ 8.4 非线性响应
vjm? X 8.5 信号辐射和传播
yQj J-g(. 8.6 密度矩阵方法及双边费曼图
FO_}9 <s 8.7 二维傅里叶变换谱
LsIZeL^ 参考文献
]3*w3Y!XK 第9章 飞秒瞬态吸收光谱及常规光路调节技术
?87\_wL/j 9.1 简介
$+44US 9.2 实验光路
%_Lz0L64k 9.3 数据采集与计算
F1$XUos9 9.3.1 瞬态光谱动力学
DKMkCPX% 9.3.2 数据采集
.@nfqv7{ 9.3.3 采集程序
,.*Df)+ 9.4 超快实验光路调节技巧
YzZj=]\`b 9.4.1 双镜法调节光路
[Ca''JqrA 9.4.2 光程设定
vmkiw1 9.4.3 延迟线
|-\anby< 9.4.4 重合的调节
iN'T^+um= 9.4.5 光楔的使用
L9Zz-Dr s 9.4.6 偏振调节
ZR3,dW6S 9.4.7 翻转镜的使用
a9NuYYr,h 9.5 超连续白光
ivl %%nY' 9.5.1 白光产生简介
wj}LVyV 9.5.2 白光产生条件
`&fW<5- 9.5.3 白光的色散与色差
i.On{nB"k 9.6 实验检错
!F}GSDDV* 9.7 其他测量方法
]=-=D9ZS3 9.7.1 锁相放大器
zJ8T.+qJ 9.7.2 门积分平均器
{e2ZW] 9.7.3 电荷耦合器件
]Ri=*KZa 参考文献
#M w70@6 第10章 奇异值分解及全局拟合数据处理方法
7oIHp_Zq 10.1 方法简介
p{GO-gE@ 10.2 数据矩阵的准备
-;"A\2_y 10.3 奇异值分解的计算
g fAWN 10.4 组分的选择方法
:/][ n9J^ 10.5 物理模型的建立
x@oxIXN 10.6 全局拟合
ol_\ " 参考文献
/O.q4p 第11章 荧光的偏振性与荧光发射的各向异性
[vb#W!M&| 11.1 荧光偏振状态的表征(偏振比和发射各向异性)
3*%+NQIj 11.1.1 线性偏振光激发
T^7}Qs9 11.1.2 自然光激发
4NaT@68p 11.2 瞬时和稳态各向异性
u|$HA>F[ 11.2.1 瞬时各向异性
SFuSM/Pf 11.2.2 稳态各向异性
FPK=Tr:b 11.3 各向异性的加和法则
& }j;SK5 11.4 发射各向异性与发射跃迁矩角分布之间的关系
J7{D6@yLS 11.5 分子固定不动取向随机分布的情形
S\I+UeFkf 11.5.1 吸收跃迁矩和发射跃迁矩相互平行的情形
zpf<!x^ 11.5.2 吸收跃迁矩和发射跃迁矩非平行的情形
.e3@fq 11.6 转动布朗运动效应
=<9Mv+Ry8 11.6.1 自由转动
WixEnsJ 11.6.2 受阻转动
16I[z+RG 11.7 应用
X[<#B5 参考文献
m$_l{|4z 第12章 超快荧光测量技术
.7Qqs=Au 12.1 超快荧光测量技术简介
2,I]H'}^ 12.2 荧光上转换技术
0VJHE~Bgi 12.2.1 相位匹配
4n(w{W> 12.2.2 光谱带宽与群速失配
jYAm}_?No 12.2.3 荧光上转换实验
jb/C\2U4) 12.3 光克尔门技术
oo]P}ra 12.3.1 光克尔荧光技术原理
mhU=^/X 12.3.2 光克尔荧光技术实验
;IPk+,hpmi 12.4 荧光非共线光参量放大技术
.@;5" 12.4.1 光参量放大基本原理
T&S=/cRBK} 12.4.2 荧光光参量放大系统的基本构成
6f#Mi+" 12.4.3 数据采集系统
vzSjfv 12.4.4 荧光收集系统
PW"?*~& 12.5 荧光放大光谱的失真与矫正
L5d
YTLY 12.5.1 影响光谱增益的因素
G;/>
N'# 12.5.2 理论与实验的对比
HtE^7i*_ 12.5.3 光谱失真的解决方法
a ge8I$*`@ 参考文献
&dw=jHt 第13章 飞秒激光脉冲性质表征方法
n?q+:P 13.1 飞秒激光脉冲
/:\27n 13.1.1 激光脉冲的数学表示
r_bG+iw7p 13.1.2 脉冲波形与脉冲宽度
dn=srbJ 13.1.3 色散、啁啾及其对脉冲宽度的影响
Q9p2.!/C1 13.1.4 载波位相
OOnj(%g 13.1.5 相速和群速
a.O"I3{?h 13.1.6 波前及波前倾斜
'MyJw*%b] 13.2 激光脉冲脉宽测量方法
SZtSUt(ss 13.2.1 自相关方法
@sd{V 13.2.2 频率分辨光学开关方法
{~g7&+9x* 13.2.3 光谱位相相干电场重建方法
k{Y\YG%b
13.3 脉冲激光载波位相及波前倾斜测量
9~K>c 13.3.1 光谱干涉仪及载波位相的测量
hlc g[Qdo* 13.3.2 波前倾斜测量
u0[O /G 13.3.3 非共线光参量放大的相速、群速匹配条件
p ~+sk1[. 参考文献
Ft :_6T% 第14章 脉冲升温-纳秒时间分辨中红外瞬态吸收光谱
e+2lus,u6t 14.1 引言
:=q9ay 14.2 溶剂水(重水)的脉冲升温
hOIg7=v 14.3 纳秒脉冲升温典型激光光源介绍
=q"0GUei3 14.3.1 高压气体拉曼频移池
T
I
ZkN6 14.3.2 Ho:YAG脉冲激光器
l9y %@7 14.4 红外探测光源
slr>6o%W` 14.4.1 一氧化碳激光器
FO]f 4@
14.4.2 红外单色仪定标
y^{4}^u-^ 14.5 信号探测及数据采集系统
!#olG}#[ 14.6 数据采集系统的改进
EjEXev<] 14.7 温度定标
mkBQTQGT 14.8 红外实验蛋白样品处理方法
~7\`qH 14.9 脉冲升温-时间分辨中红外瞬态吸收光谱应用实例
% 1<@p%y/ 14.9.1 细胞色素C热稳定性研究
6is+\ 14.9.2 二硫键异构酶(DsbC)生物学异常活性研究
OWYY2&.h 参考文献
b4ke'gx 第15章 噪声与微弱信号测量
ecp0 hG`% 15.1 信噪比
h=NXU9n%' 15.2 噪声的种类、来源以及相应的减噪措施
-/7@ A 15.3 随机噪声
e6T?2`5P 15.3.1 随机噪声的正态分布
zRau/1Y0 15.3.2 典型随机噪声的频谱特性
t#]VR7] 15.3.3 噪声的时域特性:脉冲噪声、起伏噪声
`\BBdQ#bH 15.3.4 等效噪声带宽
AMK3I`=8WO 15.4 电子仪器的固有噪声
k5)IBO 15.4.1 热噪声
3`"k1W 15.4.2 温漂的影响
EScy!p\* 15.4.3 散粒噪声
Jx4~ o{Z}c 15.4.4 接触噪声
hH?ke(&=f 15.4.5 放大器级联时的噪声
oJ=u
pnBn- 15.5 外部干扰噪声及其抑制
^M1O) 15.5.1 外部干扰的途径
UyNP:q: 15.5.2 传导干扰的抑制
lcoJ1+`C 15.5.3 公共阻抗耦合干扰的抑制
Hu!<GB~ 15.5.4 空间耦合干扰的抑制
D@iS#+22 15.6 相敏检测技术
SQw"mO 15.7 纳秒量级时间分辨实验中电磁干扰屏蔽举例
Z>'hNj)ju 参考文献
h{E9rc1, 第16章 接口及计算机控制简介
Zl2doXC 16.1 常用仪器通信接口
\]L ha 16.1.1 串行接口
kN vNV(4 16.1.2 并行接口
?Y$3R"p@3` 16.1.3 GPIB/IEEE488接口
I]d?F:cdX 16.1.4 Ethernet接口
5pE@Ww 16.1.5 USB接口
mx^rw*'JGC 16.2 常用仪器控制编程
软件 QVN@B[9 16.2.1 Visual C
wmX * n'l 16.2.2 Visual Basic
JCITIjD7= 16.2.3 LabVIEW
YdAC<,e&A 16.3 常用接口编程示例
.ityudT< 16.3.1 Visual Basic串口编程
>P ygUY
d 16.3.2 Visual Basic并口编程
bgmOX&`G 16.3.3 LabVIEW串口编程
maQOU1 16.3.4 LabVIEW GPIB编程
Vao3D8 参考文献