光谱技术及应用

 本系列教材根据教指委《光电信息科学与工程类 专业指导性专业规范》的要求，结合光学工程学科的 发展趋势，从工程研究和工程应用的实际需求出发， 在光学工程学科体系上注重基础的全面性和完整性， 在光学工程教育体系上整合了光电技术领域所需的专 业知识和技能，突出实践环节，既体现了光学工程学 科的数理特征、行业特征以及 外光学工程研究与 产业发展的 新成果和动态，又增强了学科发展与社 会需求的紧密结合。
 本系列教材包合 化教材、 精品课程教 材，以及企业界工程师参与写作的教材，是真正结合 教学前沿、 精品教学成果、企业实践应用的 高水平教材。
 本书基于作者多年教学经验及相关科研成果，并 结合 前沿技术； 本书完整地包括了光谱理论、光谱仪器、光谱分 析应用等内容，可以适合于诸多相关专业学生、工程 技术人员和研究人员使用； 本书注重理论与实践的结合，有丰富的光谱分析 应用实例。

第1章 绪论
1.1 光谱学的基本概念
1.1.1 光谱学和光谱
1.1.2 光谱测量
1.2 光谱学的发展历史
1.3 光谱技术的应用
1.4 本书概要
 思考题和习题
第2章 光谱原理
2.1 原子结构
2.1.1 单电子原子
2.1.2 碱金属原子
2.1.3 电子自旋
2.1.4 多电子原子
2.1.5 核自旋
2.1.6 外加磁场和电场作用
2.2 分子结构
2.2.1 分子模型
2.2.2 分子中的运动形式
2.2.3 电子运动与核运动的分离处理
2.2.4 转动和振动的分离处理
2.2.5 电子能级
2.2.6 转动能级
2.2.7 振动能级
2.2.8 分子对称性
2.3 光谱产生
2.3.1 光的波粒二象性
2.3.2 光的发射
2.3.3 光的吸收
2.3.4 跃迁定律
2.3.5 光的散射
2.4 光谱线轮廓与线宽
2.4.1 两个概念
2.4.2 自然线宽
2.4.3 多普勒展宽
2.4.4 碰撞展宽
2.4.5 佛克脱线型
2.4.6 其他展宽
 思考题和习题
第3章 光谱仪器概述
3.1 光谱仪器概论
3.1.1 光谱仪器的基本组成
3.1.2 光谱仪器性能指标
3.2 光源
3.2.1 线光源
3.2.2 激光
3.2.3 连续光源
3.3 色散组件
3.3.1 棱镜
3.3.2 光栅
3.3.3 干涉仪
3.3.4 其他
3.4 探测器
3.4.1 热探测器
3.4.2 外光电效应探测器
3.4.3 内光电效应探测器
3.4.4 阵列式光电探测器
3.4.5 取样积分
3.4.6 锁相放大
3.5 光谱的信息化处理
3.5.1 光谱的数字表示
3.5.2 光谱分析方法
 思考题和习题
第4章 吸收光谱技术
4.1 吸收光谱的基本概念
4.1.1 吸收光谱的表达
4.1.2 吸收光谱的测量
4.1.3 吸收定律
4.1.4 吸光度的测量方法
4.1.5 吸收光谱分类
4.2 紫外一可见光谱
4.2.1 基本概念
4.2.2 紫外一可见光谱形成机理
4.2.3 典型紫外一可见光谱仪结构
4.2.4 紫外一可见光谱仪的标定方法
4.2.5 紫外一可见光谱的解析
4.2.6 紫外一可见光谱的应用
4.3 红外光谱
4.3.1 分子振动与红外吸收
4.3.2 官能团的红外特征频率
4.3.3 典型红外光谱仪结构
4.3.4 红外光谱的样品制备
4.3.5 红外光谱的解析方法
4.3.6 红外光谱解析实例
4.3.7 红外光谱的应用
4.4 近红外光谱
4.4.1 近红外光谱的特点
4.4.2 官能团的近红外谱带
4.4.3 近红外光谱仪器系统
4.4.4 近红外光谱仪类型
4.4.5 近红外光谱的分析方法
 思考题和习题
第5章 发射光谱技术
5.1 基本概念
5.1.1 发射光谱的产生
5.1.2 发射光谱的分类
5.2 原子发射光谱
5.2.1 激发方式
5.2.2 典型的原子发射光谱仪器
5.2.3 原子发射光谱的应用
5.3 荧光光谱
5.3.1 荧光产生机理
5.3.2 影响荧光的因素
5.3.3 荧光信号的探测方法
5.3.4 荧光光谱的分析技术
5.3.5 荧光光谱的应用
5.4 拉曼光谱
5.4.1 拉曼散射的基本原理
5.4.2 拉曼活性与红外活性
5.4.3 拉曼光谱的测量
5.4.4 拉曼光谱增强
5.4.5 拉曼光谱的应用
 思考题和习题
第6章 激光光谱技术
6.1 基本原理
6.1.1 普通光源与激光光源的比较
6.1.2 饱和效应
6.1.3 激发方法
6.1.4 激光光谱的探测方法
6.1.5 激光光谱的优点
6.2 提高光谱探测灵敏度的方法
6.2.1 频率调制
6.2.2 腔内吸收
6.2.3 激发光谱
6.3 高分辨亚多普勒光谱技术
6.3.1 分子束光谱
6.3.2 饱和吸收光谱
6.3.3 多光子光谱
6.4 时间分辨光谱技术
6.4.1 超短激光脉冲的产生
6.4.2 超短激光脉冲的测量
6.4.3 寿命测量
6.5 激光光谱技术的新进展
6.5.1 光梳技术
6.5.2 激光冷却和陷俘原子技术
6.5.3 压缩态光场
6.5.4 微纳激光器及其在光谱学中的应用
 思考题和习题
第7章 成像光谱技术
7.1 概述
7.1.1 成像光谱系统的基本参数
7.1.2 遥感领域成像光谱技术的发展历史
7.2 成像光谱系统
7.2.1 成像光谱系统的图像(空问)扫描方法
7.2.2 成像光谱系统的波长扫描方法
7.2.3 典型的成像光谱系统
7.3 成像光谱的数据处理
7.3.1 成像光谱数据的表达和处理流程
7.3.2 波长压缩
7.3.3 特征提取
7.3.4 分类
7.4 成像光谱技术的应用
 思考题和习题
参考文献
附录1 光谱学领域的诺贝尔奖
附录2 物理常数
附录3 元素周期表