《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。
7u/_3x1 《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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1"k"<{% It.G-(
2L}F=$zz []R`h*# 目录
KDD_WXGt~ 第1章 时间分辨光谱技术导论
!.>TF+] 1.1 时间分辨光谱概述
W8hf
Qpw 1.1.1 时间分辨简介
.{U@Hva_K 1.1.2 飞秒化学
r9[{0y!4 1.2 量子波包
5&V0(LT]C 1.2.1 量子力学波包
3D<s# 1.2.2 里德堡(Rydberg)态波包
Uz(Sv:G 1.2.3 波包再现结构
5P{PBd}glp 1.2.4 波包的制备与激发光脉宽
~"-+BG(5 1.2.5 波包的产生
IK~'ke 1.2.6 波包运动的实验测量方法
VNKtJmt 1.2.7 波包测量实例分析
HmxA2 ~C 1.3 密度矩阵表示
bs{i@1$ 1.3.1 相干态的密度矩阵表示
];cJIa 1.3.2 密度算符与密度矩阵
y"4Nw]kU 1.3.3 纯态和混合态
CMk0(sztU_ 1.3.4 混合态的密度矩阵
Th&-n%r9K 1.4 飞秒光相干振动激发的唯象处理
.{,PC 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
Bn>"lDf, 1.5.1 相干态冲击受激拉曼散射泵浦-探测实验测量
Lo"w,p`n@ 1.5.2 相干态冲击受激拉曼散射实验结果的理论分析
Jv*[@
-.k 参考文献
Fy(-.S1 第2章 分子光谱学基础
h>>KH*dQ 2.1 光谱的量子本性
q1C) *8*g 2.1.1 一维谐振子的波函数
#NU;$& 2.1.2 角动量的量子化特征
)*j>g38? 2.2 轨道与电子态
J,@SSmJ` 2.2.1 原子轨道与电子态
%mLQ'$ 2.2.2 分子轨道与电子组态
9a_B 2.3 分子对称性与分子点群
C:Tjue{G2 2.4 电子跃迁与光谱
alu3CE 2.4.1 分子的光吸收
M=vRy|TL 2.4.2 跃迁矩
~zdHJ8tYp 2.5 光谱跃迁选择定则
)3h%2C1uM 2.5.1 原子的电子跃迁选择定则
IK#W80y 2.5.2 分子的电子态跃迁选择定则
Z4+S4cqnh 2.5.3 电子态跃迁中的振动跃迁选择定则
6:Eu[PE~w 2.5.4 纯振动、转动跃迁选择定则
p6=L}L 2.6 激发态性质
""LCyKu 2.6.1 激发态表示方法
U;%I"
p`Z/ 2.6.2 激发态寿命
D|zlC,J, 2.6.3 激发态能量
<HReh>)[ 2.6.4 溶剂效应
3=r#=u5z 2.6.5 无辐射跃迁过程
(N63k1M 2.6.6 激发态反应的Kasha规则
IB~`Ht8
b 参考文献
$"VgNynq 第3章 飞秒激光技术
_," -25a 3.1 飞秒脉冲
激光器的发展
(;1rM}B;1 3.2 克尔
透镜锁模掺钛蓝宝石飞秒激光振荡器
C?IvXPlV 3.2.1 掺钛蓝宝石晶体的性质
AawK/tfs 3.2.2 克尔透镜锁模原理
mc{gcZIm 3.2.3 钛宝石激光器谐振腔
qIm?F>>@ 3.2.4 激光器锁模运转特性
gDY+'6m; 3.2.5 色散与色散补偿
v.eN Wp 3.3 啁啾脉冲放大器
cM9z b6m 3.3.1 展宽器与压缩器
\?n4d#=$o 3.3.2 啁啾脉冲放大器工作原理与结构
2L=+z1%I 3.3.3 啁啾脉冲放大器实例介绍
4}mp~AXy;z 3.4 非线性光学频率变换
9wR-0E
) 3.4.1 近红外波段共线光参量放大
3_%lN4sz 3.4.2 可见光波段非共线光参量放大
EVovx7dr 3.4.3 如何获得紫外、中红外波段的飞秒脉冲
{z":hmt 3.4.4 频率变换装置实例介绍
}o>6 y>= 参考文献
RL0#WBR 第4章 非线性光谱学基础
m|tE3UBNv 4.1 密度算符
m53XN 4.1.1 纯态的密度算符
Q@M>DA!d^V 4.1.2 密度算符的时间演化
al{;]>W 4.1.3 统计平均的密度算符
=P* YwLb 4.1.4 二能级系统密度矩阵的时间演化:无微扰情形
\tL9`RKpg 4.1.5 Liouville表示下的密度算符
@y)'h]d 4.1.6 退位相
#g)$m}tv? 4.1.7 各种表示的层级结构
< 0S+[7S" 4.1.8 二能级系统密度矩阵的时间演化:光学Bloch方程
PQ}q5?N 4.2 微扰展开
K|Q|v39{b 4.2.1 动机:非微扰展开的局限
gY)NPi}!` 4.2.2 时间演化算符
wI\
n%# 4.2.3 相互作用表象
Z^Y_+)=s 4.2.4 备注:Heisenberg表象
XaFu(Xu7 4.2.5 波函数的微扰展开
QfLDyJv`e 4.2.6 密度矩阵的微扰展开
L;wfTZa 4.2.7 非线性光学简介
-!X,MDO 4.2.8 非线性极化强度
ZS\jbii8 4.3 双边Feynman图
bnll-G| 4.3.1 Liouville路径
Oa[G
# 4.3.2 时序和准冲击极限
(eTe`
4.3.3 旋转波近似
O\=U'6@ 4.3.4 相位匹配
>U.)?>G/dt 参考文献
x3X^\Ig 第5章 非线性光谱学原理及其应用
9*AH&/EXth 5.1 非线性光谱学
ROWb:tX} 5.1.1 线性光谱学
v0~'`*|& 5.1.2 三能级系统的泵浦-探测光谱学
Y[oNg>Rz 5.1.3 量子拍光谱学
RR*eq.; 5.1.4 双脉冲光子回波光谱学
Q> Lh.U,{ 5.2 退相位的微观理论:光谱线型的Kubo随机理论
r9),F.6, 5.2.1 线性响应
-ahSFBZlg 5.2.2 非线性响应
fSe$w#*I 5.2.3 三脉冲光子回波光谱学
W(5et5DN, 5.3 退位相的微观理论:Brown振子模型
Eb9 eEa<W 5.3.1 含时哈密顿量的时间演化算符
&&(^;+
5.3.2 Brown振子模型
W u4` 3 5.4 二维光谱仪:三阶响应函数的直接测量
Ek0zFnb[Gx 5.4.1 单跃迁的二维光谱
;<aT|4 5.4.2 一组耦合振子的二维红外光谱
R`)^eqB 5.4.3 弱耦合振动态的激子模型
D..dGh.MY 参考文献
_$wXHONt 第6章 二维红外光谱
?Cg",k ' 6.1 简介
jm|x=s3}h 6.1.1 二维红外光谱定义
b^SQCX+P 6.1.2 二维红外光谱的用途
@P1#) 6.2 二维红外光谱原理
pS1f y] 6.3 二维红外光谱实验
6 WD( 6.3.1 飞秒红外激光
光源 7~gIOu 6.3.2 二维红外光谱仪
zv1#PfO@) 6.3.3 二维红外光谱图
'}\#bMeObg 6.4 二维红外光谱的应用
Z*9Qeu-N: 6.4.1 快速动态变化
"OIra2O 6.4.2 分子结构
3LxhQVx2 6.4.3 分子间相互作用
/dT7:x* 6.5 展望
'p%\fb6` 参考文献
+[ +4h}? 第7章 二维电子态相干光谱原理、实验及理论
模拟 ;IN!H@bq 7.1 二维光谱原理
=5a|'O 7.2 二维可见光谱实验装置
)oEHE7 y 7.3 数据采集及计算
j. @CB` 7.4 理论
j|Q*L<J
7.5 实验结果与讨论
[Pn(d[$z 7.5.1 实验
/7s^OkQ 7.5.2 理论模拟
+#||
w9p 7.6 二维电子光谱应用举例
v;S_7# 附:三能级系统的三阶响应函数
COV8=E~ 参考文献
GFq,Ca~ 第8章 二维飞秒时间分辨光谱概论
L7\rx w 8.1 背景介绍
3Pj#k|(f[0 8.2 一维傅里叶变换谱
Ukf4Q\@w 8.3 自由感应衰减
b7thu5 8.4 非线性响应
w=dTa5 8.5 信号辐射和传播
I}?+>cf 8.6 密度矩阵方法及双边费曼图
,'7 X|z/_> 8.7 二维傅里叶变换谱
\Zpg,KOT 参考文献
B)q 5m
y 第9章 飞秒瞬态吸收光谱及常规光路调节技术
z5V~m_RO 9.1 简介
Yqpe2II7 9.2 实验光路
91|0{1 9.3 数据采集与计算
#@quuiYq 9.3.1 瞬态光谱动力学
B) 5QI 9.3.2 数据采集
n9PCSl j 9.3.3 采集程序
Ys+2/>! 9.4 超快实验光路调节技巧
"@P) 9.4.1 双镜法调节光路
xI'sprNa_1 9.4.2 光程设定
|%V-|\GJ~j 9.4.3 延迟线
n86=1G:% 9.4.4 重合的调节
e-4 Qw#cw 9.4.5 光楔的使用
lQkCA- 9.4.6 偏振调节
v;%>F)I 9.4.7 翻转镜的使用
ji8)/ 9.5 超连续白光
}K
rQPg
9.5.1 白光产生简介
Wu{cE;t 9.5.2 白光产生条件
(IE\}QcK 9.5.3 白光的色散与色差
xcVF0%wVC 9.6 实验检错
^]{)gk8P~2 9.7 其他测量方法
sQIzcnKB 9.7.1 锁相放大器
\&KfIh8 9.7.2 门积分平均器
bhqV2y*' 9.7.3 电荷耦合器件
\$Jz26
-n 参考文献
2^V/>|W>w 第10章 奇异值分解及全局拟合数据处理方法
pA~eGar_J 10.1 方法简介
O/N
Ed)H! 10.2 数据矩阵的准备
|qp^4vq.p 10.3 奇异值分解的计算
.%\lYk] 10.4 组分的选择方法
=!V-V}KK- 10.5 物理模型的建立
E1"H(m&6 10.6 全局拟合
t'7A-K=k3 参考文献
c9uln 第11章 荧光的偏振性与荧光发射的各向异性
B%L dH 11.1 荧光偏振状态的表征(偏振比和发射各向异性)
(8XP7c]5 11.1.1 线性偏振光激发
eHIsTL@Fp 11.1.2 自然光激发
8|U-{"!O? 11.2 瞬时和稳态各向异性
/x2MW5H 11.2.1 瞬时各向异性
x%$as; 11.2.2 稳态各向异性
@hz~9AII9 11.3 各向异性的加和法则
[f8mh88r 11.4 发射各向异性与发射跃迁矩角分布之间的关系
3-%F)@n 11.5 分子固定不动取向随机分布的情形
Qf$3!O}G 11.5.1 吸收跃迁矩和发射跃迁矩相互平行的情形
+~ZFao qf 11.5.2 吸收跃迁矩和发射跃迁矩非平行的情形
f ^vz 11.6 转动布朗运动效应
v}>5!* 11.6.1 自由转动
l
;fO]{ 11.6.2 受阻转动
5GHW~q!Zo\ 11.7 应用
gf]k@-) 参考文献
Z~s"=kF, 第12章 超快荧光测量技术
ywCF{rRd 12.1 超快荧光测量技术简介
ZD`9Ez)5 12.2 荧光上转换技术
W["c3c 12.2.1 相位匹配
0|L%)'F 12.2.2 光谱带宽与群速失配
F?3zw4Vt~ 12.2.3 荧光上转换实验
Ln3<r&&Jz 12.3 光克尔门技术
Wh7}G 12.3.1 光克尔荧光技术原理
8s@k0T<O 12.3.2 光克尔荧光技术实验
2Jl$/W 3 12.4 荧光非共线光参量放大技术
IT5a/;J 12.4.1 光参量放大基本原理
!^h{7NmP[ 12.4.2 荧光光参量放大系统的基本构成
k04CSzE"% 12.4.3 数据采集系统
|PY*"Ul 12.4.4 荧光收集系统
:tTP3t5 12.5 荧光放大光谱的失真与矫正
F Tk`Mq 12.5.1 影响光谱增益的因素
920 o]Dh=t 12.5.2 理论与实验的对比
'xn3g ;5 12.5.3 光谱失真的解决方法
\0'0)@uziQ 参考文献
ky^u.+cZ 第13章 飞秒激光脉冲性质表征方法
ymr#OP$<S 13.1 飞秒激光脉冲
/z(;1$Ld6{ 13.1.1 激光脉冲的数学表示
^j)0&}fB 13.1.2 脉冲波形与脉冲宽度
aEJds}eE6) 13.1.3 色散、啁啾及其对脉冲宽度的影响
sDF5 13.1.4 载波位相
nN|1cJ'.Fk 13.1.5 相速和群速
y wf@G;
fK 13.1.6 波前及波前倾斜
iAd3w 6 13.2 激光脉冲脉宽测量方法
'{I YANVT 13.2.1 自相关方法
08pG)_L 13.2.2 频率分辨光学开关方法
/^jV-Z` 13.2.3 光谱位相相干电场重建方法
k>aWI 13.3 脉冲激光载波位相及波前倾斜测量
C EMe2~ 13.3.1 光谱干涉仪及载波位相的测量
9-6E(D-ux 13.3.2 波前倾斜测量
ZR"BxE0_k 13.3.3 非共线光参量放大的相速、群速匹配条件
ML= :&M!ao 参考文献
oDvE0"Sz 第14章 脉冲升温-纳秒时间分辨中红外瞬态吸收光谱
9yA? 82)E 14.1 引言
Y{v\m(D 14.2 溶剂水(重水)的脉冲升温
lA1l 14.3 纳秒脉冲升温典型激光光源介绍
ex}6(;7)O 14.3.1 高压气体拉曼频移池
!JOM+P: 14.3.2 Ho:YAG脉冲激光器
12bt\h9 14.4 红外探测光源
EWX!:BKf 14.4.1 一氧化碳激光器
]>%M%B 14.4.2 红外单色仪定标
g5,Bj 14.5 信号探测及数据采集系统
Qjl.O HO 14.6 数据采集系统的改进
_w\A=6=q| 14.7 温度定标
,FP<#
0F*a 14.8 红外实验蛋白样品处理方法
m-h+UKt 14.9 脉冲升温-时间分辨中红外瞬态吸收光谱应用实例
{ :~D 14.9.1 细胞色素C热稳定性研究
$RJpn]d
j 14.9.2 二硫键异构酶(DsbC)生物学异常活性研究
h,u?3}Knnb 参考文献
{:!CA/0Jx 第15章 噪声与微弱信号测量
nsM :\t+
p 15.1 信噪比
N7WQ{/PSG 15.2 噪声的种类、来源以及相应的减噪措施
b f2 B 15.3 随机噪声
C2/B1ba 15.3.1 随机噪声的正态分布
4a6WQVS 15.3.2 典型随机噪声的频谱特性
p~!UE/V 15.3.3 噪声的时域特性:脉冲噪声、起伏噪声
Sph:OX8 15.3.4 等效噪声带宽
'K:zW>l 15.4 电子仪器的固有噪声
?~_[/ 15.4.1 热噪声
q4wS<,3 15.4.2 温漂的影响
6_#:LFke 15.4.3 散粒噪声
74u_YA<" 15.4.4 接触噪声
QT\=>,Fz _ 15.4.5 放大器级联时的噪声
'U8% ! 15.5 外部干扰噪声及其抑制
x_K8Gr#Z 0 15.5.1 外部干扰的途径
6$k"B/k 15.5.2 传导干扰的抑制
u#&ZD| 15.5.3 公共阻抗耦合干扰的抑制
UW?(-_8 15.5.4 空间耦合干扰的抑制
1[&V6=n 15.6 相敏检测技术
]g0h7q)79 15.7 纳秒量级时间分辨实验中电磁干扰屏蔽举例
<hA1[S} 参考文献
F=qG+T 第16章 接口及计算机控制简介
4sCzUvI~Y1 16.1 常用仪器通信接口
/eI]!a 16.1.1 串行接口
m[t4XK 16.1.2 并行接口
)^^Eh=Kbj 16.1.3 GPIB/IEEE488接口
ys#V_ysb 16.1.4 Ethernet接口
rCTH 5" 16.1.5 USB接口
&LD=Zp% 16.2 常用仪器控制编程
软件 *sPG,6> 16.2.1 Visual C
\W',g[Y: 16.2.2 Visual Basic
#F~^m 16.2.3 LabVIEW
u#c3T'E 16.3 常用接口编程示例
i4XE26B;e 16.3.1 Visual Basic串口编程
\j$q';9p 16.3.2 Visual Basic并口编程
s?g`ufF.t 16.3.3 LabVIEW串口编程
)PNeJf|@ 16.3.4 LabVIEW GPIB编程
jZ5 mpYUO 参考文献