超快激光光谱原理与技术基础

图书标准信息

• 作者 翁羽翔、陈海龙 著
• 出版社 化学工业出版社
• 出版时间 2013-07
• 版次 1
• ISBN 9787122160102
• 定价 128.00元
• 装帧 精装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 456页
• 字数 594千字
• 正文语种 简体中文

【内容简介】

　　《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。《超快激光光谱原理与技术基础》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。

【作者简介】

　　翁羽翔，中国科学院物理研究所研究员，国家杰出青年基金获得者。长期从事超快时间分辨激光光谱的研究工作，主持建立纳秒时间分辨瞬态可见光光谱测量系统、建成了国际先进水平的飞秒时间分辨瞬态吸收光谱仪，并研制成功飞秒光参量放大器。特别在时间分辨中红外激光光谱，立足国内的自主知识产权技术，建立了能够测定半导体晶格内及束缚态载流子的驰豫动力学的探测设备。

【目录】

第1章时间分辨光谱技术导论
1.1时间分辨光谱概述
1.1.1时间分辨简介
1.1.2飞秒化学
1.2量子波包
1.2.1量子力学波包
1.2.2里德堡（Rydberg）态波包
1.2.3波包再现结构
1.2.4波包的制备与激发光脉宽
1.2.5波包的产生
1.2.6波包运动的实验测量方法
1.2.7波包测量实例分析
1.3密度矩阵表示
1.3.1相干态的密度矩阵表示
1.3.2密度算符与密度矩阵
1.3.3纯态和混合态
1.3.4混合态的密度矩阵
1.4飞秒光相干振动激发的唯象处理
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
1.5.1相干态冲击受激拉曼散射泵浦-探测实验测量
1.5.2相干态冲击受激拉曼散射实验结果的理论分析
参考文献

第2章分子光谱学基础
2.1光谱的量子本性
2.1.1一维谐振子的波函数
2.1.2角动量的量子化特征
2.2轨道与电子态
2.2.1原子轨道与电子态
2.2.2分子轨道与电子组态
2.3分子对称性与分子点群
2.4电子跃迁与光谱
2.4.1分子的光吸收
2.4.2跃迁矩
2.5光谱跃迁选择定则
2.5.1原子的电子跃迁选择定则
2.5.2分子的电子态跃迁选择定则
2.5.3电子态跃迁中的振动跃迁选择定则
2.5.4纯振动、转动跃迁选择定则
2.6激发态性质
2.6.1激发态表示方法
2.6.2激发态寿命
2.6.3激发态能量
2.6.4溶剂效应
2.6.5无辐射跃迁过程
2.6.6激发态反应的Kasha规则
参考文献

第3章飞秒激光技术
3.1飞秒脉冲激光器的发展
3.2克尔透镜锁模掺钛蓝宝石飞秒激光振荡器
3.2.1掺钛蓝宝石晶体的性质
3.2.2克尔透镜锁模原理
3.2.3钛宝石激光器谐振腔
3.2.4激光器锁模运转特性
3.2.5色散与色散补偿
3.3啁啾脉冲放大器
3.3.1展宽器与压缩器
3.3.2啁啾脉冲放大器工作原理与结构
3.3.3啁啾脉冲放大器实例介绍
3.4非线性光学频率变换
3.4.1近红外波段共线光参量放大
3.4.2可见光波段非共线光参量放大
3.4.3如何获得紫外、中红外波段的飞秒脉冲
3.4.4频率变换装置实例介绍
参考文献

第4章非线性光谱学基础
4.1密度算符
4.1.1纯态的密度算符
4.1.2密度算符的时间演化
4.1.3统计平均的密度算符
4.1.4二能级系统密度矩阵的时间演化：无微扰情形
4.1.5Liouville表示下的密度算符
4.1.6退位相
4.1.7各种表示的层级结构
4.1.8二能级系统密度矩阵的时间演化：光学Bloch方程
4.2微扰展开
4.2.1动机：非微扰展开的局限
4.2.2时间演化算符
4.2.3相互作用表象
4.2.4备注：Heisenberg表象
4.2.5波函数的微扰展开
4.2.6密度矩阵的微扰展开
4.2.7非线性光学简介
4.2.8非线性极化强度
4.3双边Feynman图
4.3.1Liouville路径
4.3.2时序和准冲击极限
4.3.3旋转波近似
4.3.4相位匹配
参考文献

第5章非线性光谱学原理及其应用
5.1非线性光谱学
5.1.1线性光谱学
5.1.2三能级系统的泵浦-探测光谱学
5.1.3量子拍光谱学
5.1.4双脉冲光子回波光谱学
5.2退相位的微观理论：光谱线型的Kubo随机理论
5.2.1线性响应
5.2.2非线性响应
5.2.3三脉冲光子回波光谱学
5.3退位相的微观理论：Brown振子模型
5.3.1含时哈密顿量的时间演化算符
5.3.2Brown振子模型
5.4二维光谱仪：三阶响应函数的直接测量
5.4.1单跃迁的二维光谱
5.4.2一组耦合振子的二维红外光谱
5.4.3弱耦合振动态的激子模型
参考文献

第6章二维红外光谱
6.1简介
6.1.1二维红外光谱定义
6.1.2二维红外光谱的用途
6.2二维红外光谱原理
6.3二维红外光谱实验
6.3.1飞秒红外激光光源
6.3.2二维红外光谱仪
6.3.3二维红外光谱图
6.4二维红外光谱的应用
6.4.1快速动态变化
6.4.2分子结构
6.4.3分子间相互作用
6.5展望
参考文献

第7章二维电子态相干光谱原理、实验及理论模拟
7.1二维光谱原理
7.2二维可见光谱实验装置
7.3数据采集及计算
7.4理论
7.5实验结果与讨论
7.5.1实验
7.5.2理论模拟
7.6二维电子光谱应用举例
附：三能级系统的三阶响应函数
参考文献

第8章二维飞秒时间分辨光谱概论
8.1背景介绍
8.2一维傅里叶变换谱
8.3自由感应衰减
8.4非线性响应
8.5信号辐射和传播
8.6密度矩阵方法及双边费曼图
8.7二维傅里叶变换谱
参考文献

第9章飞秒瞬态吸收光谱及常规光路调节技术
9.1简介
9.2实验光路
9.3数据采集与计算
9.3.1瞬态光谱动力学
9.3.2数据采集
9.3.3采集程序
9.4超快实验光路调节技巧
9.4.1双镜法调节光路
9.4.2光程设定
9.4.3延迟线
9.4.4重合的调节
9.4.5光楔的使用
9.4.6偏振调节
9.4.7翻转镜的使用
9.5超连续白光
9.5.1白光产生简介
9.5.2白光产生条件
9.5.3白光的色散与色差
9.6实验检错
9.7其他测量方法
9.7.1锁相放大器
9.7.2门积分平均器
9.7.3电荷耦合器件
参考文献

第10章奇异值分解及全局拟合数据处理方法
10.1方法简介
10.2数据矩阵的准备
10.3奇异值分解的计算
10.4组分的选择方法
10.5物理模型的建立
10.6全局拟合
参考文献

第11章荧光的偏振性与荧光发射的各向异性
11.1荧光偏振状态的表征（偏振比和发射各向异性）
11.1.1线性偏振光激发
11.1.2自然光激发
11.2瞬时和稳态各向异性
11.2.1瞬时各向异性
11.2.2稳态各向异性
11.3各向异性的加和法则
11.4发射各向异性与发射跃迁矩角分布之间的关系
11.5分子固定不动取向随机分布的情形
11.5.1吸收跃迁矩和发射跃迁矩相互平行的情形
11.5.2吸收跃迁矩和发射跃迁矩非平行的情形
11.6转动布朗运动效应
11.6.1自由转动
11.6.2受阻转动
11.7应用
参考文献

第12章超快荧光测量技术
12.1超快荧光测量技术简介
12.2荧光上转换技术
12.2.1相位匹配
12.2.2光谱带宽与群速失配
12.2.3荧光上转换实验
12.3光克尔门技术
12.3.1光克尔荧光技术原理
12.3.2光克尔荧光技术实验
12.4荧光非共线光参量放大技术
12.4.1光参量放大基本原理
12.4.2荧光光参量放大系统的基本构成
12.4.3数据采集系统
12.4.4荧光收集系统
12.5荧光放大光谱的失真与矫正
12.5.1影响光谱增益的因素
12.5.2理论与实验的对比
12.5.3光谱失真的解决方法
参考文献

第13章飞秒激光脉冲性质表征方法
13.1飞秒激光脉冲
13.1.1激光脉冲的数学表示
13.1.2脉冲波形与脉冲宽度
13.1.3色散、啁啾及其对脉冲宽度的影响
13.1.4载波位相
13.1.5相速和群速
13.1.6波前及波前倾斜
13.2激光脉冲脉宽测量方法
13.2.1自相关方法
13.2.2频率分辨光学开关方法
13.2.3光谱位相相干电场重建方法
13.3脉冲激光载波位相及波前倾斜测量
13.3.1光谱干涉仪及载波位相的测量
13.3.2波前倾斜测量
13.3.3非共线光参量放大的相速、群速匹配条件
参考文献

第14章脉冲升温-纳秒时间分辨中红外瞬态吸收光谱
14.1引言
14.2溶剂水（重水）的脉冲升温
14.3纳秒脉冲升温典型激光光源介绍
14.3.1高压气体拉曼频移池
14.3.2Ho：YAG脉冲激光器
14.4红外探测光源
14.4.1一氧化碳激光器
14.4.2红外单色仪定标
14.5信号探测及数据采集系统
14.6数据采集系统的改进
14.7温度定标
14.8红外实验蛋白样品处理方法
14.9脉冲升温-时间分辨中红外瞬态吸收光谱应用实例
14.9.1细胞色素C热稳定性研究
14.9.2二硫键异构酶（DsbC）生物学异常活性研究
参考文献

第15章噪声与微弱信号测量
15.1信噪比
15.2噪声的种类、来源以及相应的减噪措施
15.3随机噪声
15.3.1随机噪声的正态分布
15.3.2典型随机噪声的频谱特性
15.3.3噪声的时域特性：脉冲噪声、起伏噪声
15.3.4等效噪声带宽
15.4电子仪器的固有噪声
15.4.1热噪声
15.4.2温漂的影响
15.4.3散粒噪声
15.4.4接触噪声
15.4.5放大器级联时的噪声
15.5外部干扰噪声及其抑制
15.5.1外部干扰的途径
15.5.2传导干扰的抑制
15.5.3公共阻抗耦合干扰的抑制
15.5.4空间耦合干扰的抑制
15.6相敏检测技术
15.7纳秒量级时间分辨实验中电磁干扰屏蔽举例
参考文献

第16章接口及计算机控制简介
16.1常用仪器通信接口
16.1.1串行接口
16.1.2并行接口
16.1.3GPIB/IEEE488接口
16.1.4Ethernet接口
16.1.5USB接口
16.2常用仪器控制编程软件
16.2.1VisualC
16.2.2VisualBasic
16.2.3LabVIEW
16.3常用接口编程示例
16.3.1VisualBasic串口编程
16.3.2VisualBasic并口编程
16.3.3LabVIEW串口编程
16.3.4LabVIEWGPIB编程
参考文献