《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。
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Z7 《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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Xu 8;<aco/62 目录
wxJ"{(; 第1章 时间分辨光谱技术导论
F|!=]A< 1.1 时间分辨光谱概述
Y?K?*`Pkc1 1.1.1 时间分辨简介
8q6Le{G 1.1.2 飞秒化学
FwB xag:u 1.2 量子波包
)Kl@dj 1.2.1 量子力学波包
v)|a}5={ 1.2.2 里德堡(Rydberg)态波包
| ~>7_: 1.2.3 波包再现结构
3"my!}03 1.2.4 波包的制备与激发光脉宽
OKau3T] 1.2.5 波包的产生
?G!p4u?C 1.2.6 波包运动的实验测量方法
dG~U3\! 1.2.7 波包测量实例分析
VFnxj52< 1.3 密度矩阵表示
nB :i G 1.3.1 相干态的密度矩阵表示
q2`mu4B 1.3.2 密度算符与密度矩阵
(yuOY/~k/ 1.3.3 纯态和混合态
J~`!@! 1.3.4 混合态的密度矩阵
N|@tP:j 1.4 飞秒光相干振动激发的唯象处理
@Ss W 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
Ywt9^M|z; 1.5.1 相干态冲击受激拉曼散射泵浦-探测实验测量
?kV_!2U)'K 1.5.2 相干态冲击受激拉曼散射实验结果的理论分析
g%^/^<ei 参考文献
LB$0'dZU 第2章 分子光谱学基础
\0;w7tdo 2.1 光谱的量子本性
v&9:Wd*Iz' 2.1.1 一维谐振子的波函数
"9Q_lVI|Q 2.1.2 角动量的量子化特征
s{X+0_@Q 2.2 轨道与电子态
OaoHN& " 2.2.1 原子轨道与电子态
]0(ZlpT 2.2.2 分子轨道与电子组态
S_??G:i 2.3 分子对称性与分子点群
pV:44 2.4 电子跃迁与光谱
@_c&lToj_ 2.4.1 分子的光吸收
/']`}*d 2.4.2 跃迁矩
fU%Mz\t 2.5 光谱跃迁选择定则
5=9Eb 2.5.1 原子的电子跃迁选择定则
5__B
M5| 2.5.2 分子的电子态跃迁选择定则
Y![i=/ 2.5.3 电子态跃迁中的振动跃迁选择定则
`)w=@9B)" 2.5.4 纯振动、转动跃迁选择定则
&"Cy&[ 2.6 激发态性质
)`W|J%w+ 2.6.1 激发态表示方法
=mcQe^M 2.6.2 激发态寿命
+Qzl-eN/+ 2.6.3 激发态能量
4v5qK 2.6.4 溶剂效应
Sc}Rs 2.6.5 无辐射跃迁过程
/=#~8 2.6.6 激发态反应的Kasha规则
,}>b\(Lk 参考文献
|L}tAS`8 第3章 飞秒激光技术
|VyN>&r~6 3.1 飞秒脉冲
激光器的发展
i"DyXIrk2 3.2 克尔
透镜锁模掺钛蓝宝石飞秒激光振荡器
|vG?H#y 3.2.1 掺钛蓝宝石晶体的性质
D^];6\=.i 3.2.2 克尔透镜锁模原理
E2.!|u2 3.2.3 钛宝石激光器谐振腔
(otD4VR_ 3.2.4 激光器锁模运转特性
md\Vw?PkU 3.2.5 色散与色散补偿
?f:0GE7 3.3 啁啾脉冲放大器
[z;}^ 3b 3.3.1 展宽器与压缩器
1guiuR4 3.3.2 啁啾脉冲放大器工作原理与结构
Pu BE=9, 3.3.3 啁啾脉冲放大器实例介绍
k"/}9[6:U5 3.4 非线性光学频率变换
|x _jpR 3.4.1 近红外波段共线光参量放大
y<v-,b* 3.4.2 可见光波段非共线光参量放大
JV!F< 3.4.3 如何获得紫外、中红外波段的飞秒脉冲
l[WX77bp= 3.4.4 频率变换装置实例介绍
Fy6Lz.baB 参考文献
(Nf!E[}Z 第4章 非线性光谱学基础
=XSupM[T 4.1 密度算符
dd6l+z 4.1.1 纯态的密度算符
Rp_ }_hL0 4.1.2 密度算符的时间演化
4~ nf~ 4.1.3 统计平均的密度算符
Tz\v.&? $ 4.1.4 二能级系统密度矩阵的时间演化:无微扰情形
:V)=/mR 4.1.5 Liouville表示下的密度算符
!L)|N< 4.1.6 退位相
K\lu;
4.1.7 各种表示的层级结构
]yFO~4Nu 4.1.8 二能级系统密度矩阵的时间演化:光学Bloch方程
>oAXS\Ts 4.2 微扰展开
5GJa+St? 4.2.1 动机:非微扰展开的局限
RWJyd= 4.2.2 时间演化算符
^O"o-3dte 4.2.3 相互作用表象
pYUQSsqC 4.2.4 备注:Heisenberg表象
iWe'|Br 4.2.5 波函数的微扰展开
wo86C[ 4.2.6 密度矩阵的微扰展开
zx?|5=+! 4.2.7 非线性光学简介
n2'XWbMaL 4.2.8 非线性极化强度
A5ckosYyNA 4.3 双边Feynman图
w,!N{hv( 4.3.1 Liouville路径
q((%sWp 4.3.2 时序和准冲击极限
4/2@^\?i) 4.3.3 旋转波近似
N=!k2+ 4.3.4 相位匹配
u*7>0o|H: 参考文献
mMK 93Ng"& 第5章 非线性光谱学原理及其应用
yOk]RB<'r 5.1 非线性光谱学
Q$yQ^ mG 5.1.1 线性光谱学
SmAF+d 5.1.2 三能级系统的泵浦-探测光谱学
Cv`dK=n> 5.1.3 量子拍光谱学
@.QuIm8, 5.1.4 双脉冲光子回波光谱学
U[ogtfv`m 5.2 退相位的微观理论:光谱线型的Kubo随机理论
Jb7^'P 5.2.1 线性响应
W#x~x| (c 5.2.2 非线性响应
`n`HwDo;i 5.2.3 三脉冲光子回波光谱学
]99;7 5.3 退位相的微观理论:Brown振子模型
v/Xz.?a\jF 5.3.1 含时哈密顿量的时间演化算符
7;sF0oB5e 5.3.2 Brown振子模型
Te>m9Pav 5.4 二维光谱仪:三阶响应函数的直接测量
EPEn"{;U 5.4.1 单跃迁的二维光谱
\LM{.gzT 5.4.2 一组耦合振子的二维红外光谱
?y~"\iP 5.4.3 弱耦合振动态的激子模型
f Q2U| 参考文献
&w^:nVgl 第6章 二维红外光谱
0(A&m , 6.1 简介
x^ Y sXzu 6.1.1 二维红外光谱定义
(~#-J7 6.1.2 二维红外光谱的用途
_=I&zUF 6.2 二维红外光谱原理
@@6c{r^P 6.3 二维红外光谱实验
m9$lOk4/ 6.3.1 飞秒红外激光
光源 <7MxI@\ 6.3.2 二维红外光谱仪
~=$d>ZNQ 6.3.3 二维红外光谱图
,e*WJh8k[ 6.4 二维红外光谱的应用
*i,A(f'e4X 6.4.1 快速动态变化
Z4T{CwD`D 6.4.2 分子结构
A] f^9F@ 6.4.3 分子间相互作用
6k ]+DbT 6.5 展望
.DhB4v& 参考文献
-JdNA2P
第7章 二维电子态相干光谱原理、实验及理论
模拟 9u_D@A"aC` 7.1 二维光谱原理
}FkF1?C 7.2 二维可见光谱实验装置
*UdP1?Y 7.3 数据采集及计算
cB 1NN< 7.4 理论
QM=Y}
7.5 实验结果与讨论
}I~)o!N%7 7.5.1 实验
{jEEAH) 7.5.2 理论模拟
ByjgM` 7.6 二维电子光谱应用举例
edfb7prfTl 附:三能级系统的三阶响应函数
:LTjV"f 参考文献
GrM`\MIO 第8章 二维飞秒时间分辨光谱概论
S@WT;Q2Z 8.1 背景介绍
(ZD~Q_O- 8.2 一维傅里叶变换谱
p$,ZYF~ 8.3 自由感应衰减
ded:yho 8.4 非线性响应
2-@z-XKn 8.5 信号辐射和传播
@F!oRm5 8.6 密度矩阵方法及双边费曼图
*#o2b-[V 8.7 二维傅里叶变换谱
i[n3ILn 参考文献
%VO>6iVn 第9章 飞秒瞬态吸收光谱及常规光路调节技术
"bvob G 9.1 简介
h&EF)~G 9.2 实验光路
5Ln !>, 9.3 数据采集与计算
"lBYn 2W 9.3.1 瞬态光谱动力学
qfgw^2aUa 9.3.2 数据采集
|h2=9\:] 9.3.3 采集程序
U%aDkC+M 9.4 超快实验光路调节技巧
j
k/-7/r 9.4.1 双镜法调节光路
H :`H4S} 9.4.2 光程设定
xc1-($Q, 9.4.3 延迟线
?p &Xf>K 9.4.4 重合的调节
'LLpP#( 9.4.5 光楔的使用
l\{r-F
N 9.4.6 偏振调节
#} `pj}tQ 9.4.7 翻转镜的使用
6JE_rAab 9.5 超连续白光
oSkvTK$&i 9.5.1 白光产生简介
9_J'P2e 9.5.2 白光产生条件
-y8>c0u 9.5.3 白光的色散与色差
,TQ;DxB}=E 9.6 实验检错
.|2[!7CXH 9.7 其他测量方法
-;&-b >b
9.7.1 锁相放大器
\|C~VU@ 9.7.2 门积分平均器
uP2Wy3`V 9.7.3 电荷耦合器件
k$w#:Sx 参考文献
l +#FoN 第10章 奇异值分解及全局拟合数据处理方法
6@=ipPCR 10.1 方法简介
(*V:{_r 10.2 数据矩阵的准备
xnC5WF7 10.3 奇异值分解的计算
#8a k=lL 10.4 组分的选择方法
.-.b:gdO( 10.5 物理模型的建立
_*u$U 10.6 全局拟合
XOPiwrg%p 参考文献
kFQx7m 第11章 荧光的偏振性与荧光发射的各向异性
ic?(`6N8 11.1 荧光偏振状态的表征(偏振比和发射各向异性)
eZmwF@ 11.1.1 线性偏振光激发
*\$ko)x?c 11.1.2 自然光激发
3F{R$M} 11.2 瞬时和稳态各向异性
>$;,1N $bd 11.2.1 瞬时各向异性
a]0hB: 11.2.2 稳态各向异性
o:lMRP~ 11.3 各向异性的加和法则
kQO5sX$; 11.4 发射各向异性与发射跃迁矩角分布之间的关系
Poxoc-s 11.5 分子固定不动取向随机分布的情形
B8?j"AF 11.5.1 吸收跃迁矩和发射跃迁矩相互平行的情形
.}iRe}= 11.5.2 吸收跃迁矩和发射跃迁矩非平行的情形
zl)r3#6hW 11.6 转动布朗运动效应
Ksvk5r&y 11.6.1 自由转动
rnM C[ 11.6.2 受阻转动
(xMq(g 11.7 应用
q
7hoI] 参考文献
?fNUmk^A< 第12章 超快荧光测量技术
,?VYrL 12.1 超快荧光测量技术简介
!>6`+$=U 12.2 荧光上转换技术
!s[gv1 12.2.1 相位匹配
9oj0X>| 1 12.2.2 光谱带宽与群速失配
Bn*QT:SKC 12.2.3 荧光上转换实验
XPMvAZL 12.3 光克尔门技术
d"}lh:L9 12.3.1 光克尔荧光技术原理
X9ec*x 12.3.2 光克尔荧光技术实验
(FSa> 12.4 荧光非共线光参量放大技术
#[y2nK3zF 12.4.1 光参量放大基本原理
L.%zs 12.4.2 荧光光参量放大系统的基本构成
<E7y:%L[Go 12.4.3 数据采集系统
MO
*7:hI 12.4.4 荧光收集系统
7}vx]p2 12.5 荧光放大光谱的失真与矫正
CiIIlE4 12.5.1 影响光谱增益的因素
=+"-8tz8FV 12.5.2 理论与实验的对比
cp4~`X 12.5.3 光谱失真的解决方法
,-1d2y 参考文献
q`L}\}o 第13章 飞秒激光脉冲性质表征方法
MG3xX; 13.1 飞秒激光脉冲
,~XAV ;+ 13.1.1 激光脉冲的数学表示
PH=O>a`a_O 13.1.2 脉冲波形与脉冲宽度
Y$FhV~m 13.1.3 色散、啁啾及其对脉冲宽度的影响
J&;' gT 13.1.4 载波位相
VoNk.h"T 13.1.5 相速和群速
F& ['w-n% 13.1.6 波前及波前倾斜
uo7[T*<Q 13.2 激光脉冲脉宽测量方法
$%5vJiuk 13.2.1 自相关方法
|kqRhR(Ei 13.2.2 频率分辨光学开关方法
K(_8oB784 13.2.3 光谱位相相干电场重建方法
@Pf['BF" 13.3 脉冲激光载波位相及波前倾斜测量
,/UuXX 13.3.1 光谱干涉仪及载波位相的测量
zu``F]B 13.3.2 波前倾斜测量
(b+o$C 13.3.3 非共线光参量放大的相速、群速匹配条件
&&te(DC\ 参考文献
a-9sc6@ 第14章 脉冲升温-纳秒时间分辨中红外瞬态吸收光谱
8!7`F.BX 14.1 引言
^6 \@$ 14.2 溶剂水(重水)的脉冲升温
-Vj112 fI 14.3 纳秒脉冲升温典型激光光源介绍
D^A#C<Gs 14.3.1 高压气体拉曼频移池
>;~ ia3 14.3.2 Ho:YAG脉冲激光器
cd)}a_9 14.4 红外探测光源
k~qZ^9QB~ 14.4.1 一氧化碳激光器
sb</-']a 14.4.2 红外单色仪定标
/^, /o 14.5 信号探测及数据采集系统
pYX!l:hk 14.6 数据采集系统的改进
h~k+!\ 14.7 温度定标
b
R9iqRbn 14.8 红外实验蛋白样品处理方法
&H?VlxIx 14.9 脉冲升温-时间分辨中红外瞬态吸收光谱应用实例
J%8hf%!ud 14.9.1 细胞色素C热稳定性研究
8%^W<.Y 14.9.2 二硫键异构酶(DsbC)生物学异常活性研究
EP8R[Q0_" 参考文献
(sEZNo5 n 第15章 噪声与微弱信号测量
5hp)Z7 15.1 信噪比
+$B#] , 15.2 噪声的种类、来源以及相应的减噪措施
9HD 5A$ 15.3 随机噪声
+aRHMH 15.3.1 随机噪声的正态分布
r[AqA 15.3.2 典型随机噪声的频谱特性
i{k v$ir! 15.3.3 噪声的时域特性:脉冲噪声、起伏噪声
nLnzl 15.3.4 等效噪声带宽
%?!TqJT?{ 15.4 电子仪器的固有噪声
l"9$lF} 15.4.1 热噪声
)Z63 cr/ 15.4.2 温漂的影响
sKDL=c;?j 15.4.3 散粒噪声
'! ~s= 15.4.4 接触噪声
_6C,w`[[6 15.4.5 放大器级联时的噪声
^c:I]_Ww 15.5 外部干扰噪声及其抑制
!6`&0eY 15.5.1 外部干扰的途径
@<44wMp 15.5.2 传导干扰的抑制
vPx#TXY=b} 15.5.3 公共阻抗耦合干扰的抑制
dt(Lp_&v 15.5.4 空间耦合干扰的抑制
wyv%c/WlS 15.6 相敏检测技术
q8Rep 15.7 纳秒量级时间分辨实验中电磁干扰屏蔽举例
_kQOax{c/ 参考文献
YG>6;g)Zm 第16章 接口及计算机控制简介
2G}@s.iE 16.1 常用仪器通信接口
.
"`f~s\G 16.1.1 串行接口
wO"ezQ 16.1.2 并行接口
2m2$jp0 16.1.3 GPIB/IEEE488接口
c.h_&~0qf 16.1.4 Ethernet接口
!&Us^Q^ 16.1.5 USB接口
+!"7=?} 16.2 常用仪器控制编程
软件 $>=w<=r|; 16.2.1 Visual C
A}n7A
16.2.2 Visual Basic
Y,d|b V*FH 16.2.3 LabVIEW
)|<g\>/ 16.3 常用接口编程示例
Fzn#>`qG 16.3.1 Visual Basic串口编程
SW=%>XKkh 16.3.2 Visual Basic并口编程
'jBtBFzP- 16.3.3 LabVIEW串口编程
_H$Z}2g<z 16.3.4 LabVIEW GPIB编程
ph@2[rUp 参考文献