《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。
u%6Irdx 《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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XKz;o^1a^ _o@(wGeu#
g9yaNelDh) g
,/a6M 目录
N5pinR5 H 第1章 时间分辨光谱技术导论
~t'#n V 1.1 时间分辨光谱概述
Zdv.PGn 1.1.1 时间分辨简介
${A5- 1.1.2 飞秒化学
Yw$a{5g 1.2 量子波包
q[{: 1.2.1 量子力学波包
Ys"|</;dbj 1.2.2 里德堡(Rydberg)态波包
A[u)wX^`f^ 1.2.3 波包再现结构
1% $d D2 1.2.4 波包的制备与激发光脉宽
Zu\p;!e 1.2.5 波包的产生
nc3sty1` 1.2.6 波包运动的实验测量方法
|ZvNH ~! 1.2.7 波包测量实例分析
RL?u n}Qa 1.3 密度矩阵表示
(H&@u9K?a? 1.3.1 相干态的密度矩阵表示
hnp`s%e, 1.3.2 密度算符与密度矩阵
zq,iLoY[R 1.3.3 纯态和混合态
38[)[{G)Hv 1.3.4 混合态的密度矩阵
nkCecwzr- 1.4 飞秒光相干振动激发的唯象处理
jrIA]K6 1.5 低频振动相干态冲击受激拉曼散射实验测量及理论分析
mND XzT& 1.5.1 相干态冲击受激拉曼散射泵浦-探测实验测量
8|1`Tn}o 1.5.2 相干态冲击受激拉曼散射实验结果的理论分析
G 6Wx3~ 参考文献
M
(+.$uz 第2章 分子光谱学基础
W[@i;f^g 2.1 光谱的量子本性
Gs+\D0o! 2.1.1 一维谐振子的波函数
1*Sr5N[= 2.1.2 角动量的量子化特征
1|o$X 2.2 轨道与电子态
6exRS]BI 2.2.1 原子轨道与电子态
CD^CUbGk 2.2.2 分子轨道与电子组态
q^Z~IZ8IT 2.3 分子对称性与分子点群
%oAL 2.4 电子跃迁与光谱
Wm<z?.lS 2.4.1 分子的光吸收
./#e1m?. 2.4.2 跃迁矩
,5/V@;i 2.5 光谱跃迁选择定则
u K'<xM"%T 2.5.1 原子的电子跃迁选择定则
"kX`FaAhY 2.5.2 分子的电子态跃迁选择定则
HV ;; 2.5.3 电子态跃迁中的振动跃迁选择定则
92!JKZe
2.5.4 纯振动、转动跃迁选择定则
Q(lku"U' 2.6 激发态性质
Ee&hG[sx 2.6.1 激发态表示方法
+AB6lv 2.6.2 激发态寿命
3@&bxYXm 2.6.3 激发态能量
p ss6Oz8 2.6.4 溶剂效应
;_iPm?Y8 2.6.5 无辐射跃迁过程
([Ebsj 2.6.6 激发态反应的Kasha规则
9u?(^(. 参考文献
hF2/
y.:P 第3章 飞秒激光技术
Am=wEu[b 3.1 飞秒脉冲
激光器的发展
x Y| yI> 3.2 克尔
透镜锁模掺钛蓝宝石飞秒激光振荡器
<D;MT96SG 3.2.1 掺钛蓝宝石晶体的性质
[!G)$< 3.2.2 克尔透镜锁模原理
x"vwWJNQ 3.2.3 钛宝石激光器谐振腔
cFLd)mt/ 3.2.4 激光器锁模运转特性
!L77y^oV 3.2.5 色散与色散补偿
-PM)EGSk{ 3.3 啁啾脉冲放大器
~uB'3`x 3.3.1 展宽器与压缩器
l<TIG3bs 3.3.2 啁啾脉冲放大器工作原理与结构
iSlFRv?a 3.3.3 啁啾脉冲放大器实例介绍
):krJ+-/y 3.4 非线性光学频率变换
BjiYv}J 3.4.1 近红外波段共线光参量放大
1 o|T 3.4.2 可见光波段非共线光参量放大
Sr&T[ex,. 3.4.3 如何获得紫外、中红外波段的飞秒脉冲
vVAb'`ysv 3.4.4 频率变换装置实例介绍
}'lNi^"XL 参考文献
Uan,H1a 第4章 非线性光谱学基础
sMH#BCC 4.1 密度算符
,<sm,!^<r 4.1.1 纯态的密度算符
VpSEVd:n 4.1.2 密度算符的时间演化
*xcP` 4.1.3 统计平均的密度算符
|1"!kA 4.1.4 二能级系统密度矩阵的时间演化:无微扰情形
h'l^g%; 4.1.5 Liouville表示下的密度算符
7IW> >RBF 4.1.6 退位相
=D].` 4.1.7 各种表示的层级结构
a+41Ojv ( 4.1.8 二能级系统密度矩阵的时间演化:光学Bloch方程
|6%.VY2b 4.2 微扰展开
j5\$[-'; 4.2.1 动机:非微扰展开的局限
Ib1e#M3 4.2.2 时间演化算符
n>P!u71 4.2.3 相互作用表象
a=+T95ulDy 4.2.4 备注:Heisenberg表象
< A?<N?%o 4.2.5 波函数的微扰展开
t}Ss=0dJO 4.2.6 密度矩阵的微扰展开
Zm(dY*z5:J 4.2.7 非线性光学简介
7 jjU 4.2.8 非线性极化强度
6Nt$ZYS 4.3 双边Feynman图
Wr>(#*r7q 4.3.1 Liouville路径
=Y9\DeIZ 4.3.2 时序和准冲击极限
YUscz!rM 4.3.3 旋转波近似
H] k'?; 4.3.4 相位匹配
[T`}yb@ 参考文献
S5_t1wqBJ 第5章 非线性光谱学原理及其应用
u g\w\b 5.1 非线性光谱学
5lTD]d 5.1.1 线性光谱学
.$Bwb/a 5.1.2 三能级系统的泵浦-探测光谱学
`5'2Hg+ 5.1.3 量子拍光谱学
m_*R.a 5.1.4 双脉冲光子回波光谱学
ioV_oR9I 5.2 退相位的微观理论:光谱线型的Kubo随机理论
dn,g Z"< 5.2.1 线性响应
/APcL5:= 5.2.2 非线性响应
`tE^jqrke5 5.2.3 三脉冲光子回波光谱学
Fk1.iRVzi 5.3 退位相的微观理论:Brown振子模型
>|3a
9S 5.3.1 含时哈密顿量的时间演化算符
)`8pd 7<. 5.3.2 Brown振子模型
&[@\ f^~ 5.4 二维光谱仪:三阶响应函数的直接测量
ug*D52? 5.4.1 单跃迁的二维光谱
o2=A0ogz? 5.4.2 一组耦合振子的二维红外光谱
H{V)g 5.4.3 弱耦合振动态的激子模型
s&'BM~WI 参考文献
\k@Z7+&7 第6章 二维红外光谱
->E=&X 6.1 简介
5|w&dM 6.1.1 二维红外光谱定义
#U=;T]!'$ 6.1.2 二维红外光谱的用途
j7
d:v7+_ 6.2 二维红外光谱原理
59*M"1['Q 6.3 二维红外光谱实验
0xpx(T[ 6.3.1 飞秒红外激光
光源 ip``v0Nf 6.3.2 二维红外光谱仪
U,;xZe 6.3.3 二维红外光谱图
dvjTyX 6.4 二维红外光谱的应用
'#Dg8/r! 6.4.1 快速动态变化
w#(RW7":F 6.4.2 分子结构
a3@w|KLt 6.4.3 分子间相互作用
/smiopFcq 6.5 展望
l#bAl/c` 参考文献
u+D[_yd^ 第7章 二维电子态相干光谱原理、实验及理论
模拟 Ct]A%=cZW 7.1 二维光谱原理
[pgZbOIN37 7.2 二维可见光谱实验装置
0{) $SY 7.3 数据采集及计算
v-`h>J!Nx 7.4 理论
7@~tVxB; 7.5 实验结果与讨论
7Kf}O6nE 7.5.1 实验
cDV^8 R 7.5.2 理论模拟
:0^s0l 7.6 二维电子光谱应用举例
2cf' ,cv@8 附:三能级系统的三阶响应函数
rt4Z; 参考文献
lBA +zZ 第8章 二维飞秒时间分辨光谱概论
wJG$c-(\0 8.1 背景介绍
u&]vd / 8.2 一维傅里叶变换谱
$%2H6Eg0 8.3 自由感应衰减
@5<CXTdF9c 8.4 非线性响应
SH8/0g? 8.5 信号辐射和传播
fgF;&(b 8.6 密度矩阵方法及双边费曼图
27 GhE 8.7 二维傅里叶变换谱
I@ \#up} 参考文献
Jx|I6y 第9章 飞秒瞬态吸收光谱及常规光路调节技术
7m1KR#j 9.1 简介
ijUzC>O+q 9.2 实验光路
RT*5d;l0 9.3 数据采集与计算
!.Zt[ g} 9.3.1 瞬态光谱动力学
w'ybbv{c 9.3.2 数据采集
UUtbD&\ 9.3.3 采集程序
G&9#*<F$c 9.4 超快实验光路调节技巧
\ijMw 9.4.1 双镜法调节光路
c3xl9S,5 9.4.2 光程设定
Hs0pW5oZ 9.4.3 延迟线
E9 Y\X 9.4.4 重合的调节
1n%8j*bJq 9.4.5 光楔的使用
y,m2(V 9.4.6 偏振调节
}zMf7<C 9.4.7 翻转镜的使用
{'bip`U. 9.5 超连续白光
>HTbegi 9.5.1 白光产生简介
?IYY'fS" 9.5.2 白光产生条件
B0)]s<< 9.5.3 白光的色散与色差
0 bSA_ 9.6 实验检错
>+9JD%]x] 9.7 其他测量方法
MagMZR 9.7.1 锁相放大器
hW2.8f$ 9.7.2 门积分平均器
Fhj8lVvk 9.7.3 电荷耦合器件
-{g~TUz 参考文献
n:#TOU1ix< 第10章 奇异值分解及全局拟合数据处理方法
jqcz\n d 10.1 方法简介
cFZCf8:zB 10.2 数据矩阵的准备
i~yX tya 10.3 奇异值分解的计算
\t.}-u<7{ 10.4 组分的选择方法
(> "QVxr 10.5 物理模型的建立
]/dVRkZeAE 10.6 全局拟合
kE)!<1yy2 参考文献
%c/^_. 第11章 荧光的偏振性与荧光发射的各向异性
d;G~hVu 11.1 荧光偏振状态的表征(偏振比和发射各向异性)
?nFO:N< 11.1.1 线性偏振光激发
HW_& !ye 11.1.2 自然光激发
#hxyOq, 11.2 瞬时和稳态各向异性
ff cLuXa 11.2.1 瞬时各向异性
|. C1|J'Z 11.2.2 稳态各向异性
w:ULi3 11.3 各向异性的加和法则
FJS'G^ 11.4 发射各向异性与发射跃迁矩角分布之间的关系
XGs^rIf 11.5 分子固定不动取向随机分布的情形
KSqTY>%fnv 11.5.1 吸收跃迁矩和发射跃迁矩相互平行的情形
UpUp8%fCU 11.5.2 吸收跃迁矩和发射跃迁矩非平行的情形
t#b0H)
11.6 转动布朗运动效应
?y7w} W 11.6.1 自由转动
M] EsS^/X 11.6.2 受阻转动
*^XbDg9 11.7 应用
/Jlv"R1, 参考文献
&a)vdlZSE= 第12章 超快荧光测量技术
"S!3m9_# 12.1 超快荧光测量技术简介
G$JFuz)| 12.2 荧光上转换技术
e>H:/24 12.2.1 相位匹配
TMj4w,g4 12.2.2 光谱带宽与群速失配
k DsIp= 12.2.3 荧光上转换实验
h/ep`-YaH 12.3 光克尔门技术
.YcN S% 12.3.1 光克尔荧光技术原理
M'5'O;kn 12.3.2 光克尔荧光技术实验
l},NcPL` 12.4 荧光非共线光参量放大技术
<$Yi]ty 12.4.1 光参量放大基本原理
Np,2j KF( 12.4.2 荧光光参量放大系统的基本构成
lpC
@I^: 12.4.3 数据采集系统
T{Zwm!s 12.4.4 荧光收集系统
1Ix3i9 12.5 荧光放大光谱的失真与矫正
jj&s}_75 12.5.1 影响光谱增益的因素
-G`.y? 12.5.2 理论与实验的对比
<[Oo*:A!7 12.5.3 光谱失真的解决方法
u?0d[mC 参考文献
80hme+e 第13章 飞秒激光脉冲性质表征方法
F]=B'ZI 13.1 飞秒激光脉冲
z'MS#6|} 13.1.1 激光脉冲的数学表示
Oh!(@ 13.1.2 脉冲波形与脉冲宽度
pj{\T?( 13.1.3 色散、啁啾及其对脉冲宽度的影响
pB01J<@m 13.1.4 载波位相
9]yW_]P 13.1.5 相速和群速
Fr:5$,At7- 13.1.6 波前及波前倾斜
=nRuY' 13.2 激光脉冲脉宽测量方法
u<Xog$esu 13.2.1 自相关方法
's%q 13.2.2 频率分辨光学开关方法
%'ZN`XftG 13.2.3 光谱位相相干电场重建方法
VXKT\9g3A 13.3 脉冲激光载波位相及波前倾斜测量
b:MG@Hxc 13.3.1 光谱干涉仪及载波位相的测量
]7/gJ>g, 13.3.2 波前倾斜测量
NGTe4Crx 13.3.3 非共线光参量放大的相速、群速匹配条件
AtHS@p 参考文献
9){ 第14章 脉冲升温-纳秒时间分辨中红外瞬态吸收光谱
La,QB3K/ 14.1 引言
h4`9Cfrq , 14.2 溶剂水(重水)的脉冲升温
]((i?{jb( 14.3 纳秒脉冲升温典型激光光源介绍
5cTY;@@ 14.3.1 高压气体拉曼频移池
A WJWtUa 14.3.2 Ho:YAG脉冲激光器
@.$MzPQQI 14.4 红外探测光源
x>3@R0A1: 14.4.1 一氧化碳激光器
bLS&H[fK 14.4.2 红外单色仪定标
kX;$}7n 14.5 信号探测及数据采集系统
)"u:ytK{ 14.6 数据采集系统的改进
]0~qi@ 14.7 温度定标
R]L2(' B 14.8 红外实验蛋白样品处理方法
AV4~U:vU 14.9 脉冲升温-时间分辨中红外瞬态吸收光谱应用实例
(_+;R 14.9.1 细胞色素C热稳定性研究
HeIS;gfUY 14.9.2 二硫键异构酶(DsbC)生物学异常活性研究
8LrK94 参考文献
P_Uutn~ 第15章 噪声与微弱信号测量
OyVm(%Z
15.1 信噪比
P Jo 15.2 噪声的种类、来源以及相应的减噪措施
kC$I2[ t! 15.3 随机噪声
Ft-6m% 15.3.1 随机噪声的正态分布
C0m\SNR 15.3.2 典型随机噪声的频谱特性
BQNp$]5s 15.3.3 噪声的时域特性:脉冲噪声、起伏噪声
77aX-e*=E 15.3.4 等效噪声带宽
ZBM!MSf: 15.4 电子仪器的固有噪声
3%
vis\~^ 15.4.1 热噪声
#A<"4#} 15.4.2 温漂的影响
tOg=zXm 15.4.3 散粒噪声
YoSQN/Z 15.4.4 接触噪声
b! tludb 15.4.5 放大器级联时的噪声
8pe0$r`b 15.5 外部干扰噪声及其抑制
^gg!Me 15.5.1 外部干扰的途径
z`#_F}v,m/ 15.5.2 传导干扰的抑制
X;EJ&g/ 15.5.3 公共阻抗耦合干扰的抑制
\E
hr@g 15.5.4 空间耦合干扰的抑制
_s>^?x} 15.6 相敏检测技术
u,9q<&, 15.7 纳秒量级时间分辨实验中电磁干扰屏蔽举例
qgexb\x\4 参考文献
>oY^Gx 第16章 接口及计算机控制简介
p_6P`Yx^e 16.1 常用仪器通信接口
fusPMf *[ 16.1.1 串行接口
QJXdb]Y^; 16.1.2 并行接口
p":zrf'(6 16.1.3 GPIB/IEEE488接口
yazZw}}; 16.1.4 Ethernet接口
gCV rC 16.1.5 USB接口
aN'0}<s 16.2 常用仪器控制编程
软件 VGJDqm! 16.2.1 Visual C
S0xIvzS 16.2.2 Visual Basic
0yQe5i} 16.2.3 LabVIEW
?( 12aU 16.3 常用接口编程示例
C*pLq5s 16.3.1 Visual Basic串口编程
yN:>!SQ 16.3.2 Visual Basic并口编程
[%~NM/xu< 16.3.3 LabVIEW串口编程
gb-tNhJa@b 16.3.4 LabVIEW GPIB编程
v"
FO 参考文献