飞秒光谱技术及其应用

作者：龚旗煌等

书号：9787030669506

丛书名：光电子科学与技术前沿丛书

出版日期：2020-12-01

索书号：TN2/Y357/7

本书深入介绍了超快光谱学研究技术，内容包括飞秒脉冲激光基础知识、常用的飞秒时间分辨谱学技术以及与飞秒超短脉冲密不可分的飞秒光脉冲相干调控、基于二阶/三阶非线性光学原理的光谱学测量和表征技术等。另外，本书还简要介绍了基于飞秒超快/非线性谱学机制的高精度空间三维材料制备和表征技术。

目录

丛书序i

前言iii

第1章飞秒超快激光001

1.1飞秒超快光学001

1.2飞秒超短脉冲002

1.2.1飞秒激光器的发展历史002

1.2.2飞秒激光的特点003

1.3几类典型的锁模飞秒激光器004

1.3.1掺钛蓝宝石飞秒锁模激光器004

1.3.2半导体可饱和吸收镜飞秒锁模激光器005

1.3.3光纤飞秒锁模激光器007

第2章飞秒泵浦探测与超快荧光光谱技术012

2.1泵浦探测技术012

2.1.1瞬态吸收（泵浦探测）光谱技术基础与原理013

2.1.2泵浦探测信号的数据处理015

2.1.3空间分辨超快泵浦探测技术的应用延伸017

2.2飞秒时间分辨超快荧光探测技术019

2.2.1飞秒荧光上转换技术019

2.2.2飞秒时间分辨参量荧光放大技术021

2.2.3条纹相机技术026

2.2.4克尔快门法028

第3章飞秒激光脉冲整形和相干控制光谱技术030

3.1激光脉冲整形030

3.1.1激光脉冲整形简介030

3.1.2激光脉冲整形的物理基础030

3.1.3激光脉冲整形的分类031

3.1.4激光脉冲整形的实现036

3.2脉冲测量039

3.2.1脉冲测量简介039

3.2.2SPIDER介绍041

3.2.3FROG介绍041

3.3脉冲整形在相干控制中的应用046

3.3.1相干控制046

3.3.2相干控制在各个领域中的应用047

3.4空间波前整形061

第4章非线性克尔效应068

4.1三阶非线性光学效应概述068

4.2克尔效应及应用070

4.3非线性光克尔三阶非线性测量072

4.4不同材料的非线性性质074

4.4.1有机材料074

4.4.2无机材料076

第5章界面二阶非线性光谱及其应用082

5.1表面非线性光谱083

5.1.1非线性光学效应、二次谐波及和频光谱产生083

5.1.2二次谐波与和频光谱的特点084

5.1.3和频光谱和二次谐波的强度公式085

5.1.4二阶非线性光学测量能提供的界面的微观信息087

5.1.5界面和频光谱公式的一些讨论088

5.1.6界面非线性光学理论——微观模型095

5.1.7和频振动光谱及二次谐波的应用096

5.1.8界面分子吸附101

5.2和频振动光谱研究应用举例102

5.2.1界面磷脂分子结构及分子间相互作用102

5.2.2界面反应105

5.3二维光谱及其应用112

第6章超快非线性全息成像124

6.1光学全息显微技术简介124

6.1.1全息技术的历史124

6.1.2光学数字全息显微技术125

6.1.3光学数字全息特异性成像显微技术125

6.1.4二次谐波全息成像技术125

6.1.5荧光全息成像技术125

6.2相干反斯托克斯拉曼散射全息成像技术126

6.2.1相干反斯托克斯拉曼散射全息的基本原理127

6.2.2相干反斯托克斯拉曼散射全息图像数据恢复的基本原理128

6.2.3皮秒相干反斯托克斯拉曼散射全息装置的搭建130

6.2.4皮秒宽场相干反斯托克斯拉曼散射装置的搭建131

6.2.5皮秒相干反斯托克斯拉曼散射全息装置的搭建132

6.3偏振相干反斯托克斯拉曼散射技术134

6.3.1偏振相干反斯托克斯拉曼散射的基本原理134

6.3.2偏振相干反斯托克斯拉曼散射中光场解偏的问题135

6.4基于偏振相干反斯托克斯拉曼散射的三维全息成像137

6.4.1偏振相干反斯托克斯拉曼散射全息装置的搭建137

6.4.2偏振相干反斯托克斯拉曼散射全息装置的成像分辨率140

6.4.3偏振相干反斯托克斯拉曼散射全息装置的成像时间140

6.4.4偏振相干反斯托克斯拉曼散射全息装置的信噪比140

6.5本章小结141

第7章飞秒近场光学显微技术144

7.1近场光学显微技术基础145

7.1.1近场光学显微技术原理145

7.1.2近场光学显微镜的种类和工作模式148

7.1.3近场光学探针154

7.1.4近场探针样品间距的控制160

7.2近场光学显微技术应用163

7.2.1近场超分辨成像163

7.2.2近场光谱172

7.2.3近场主动应用178

7.3超高时间分辨飞秒近场光学182

7.3.1飞秒时间分辨光谱技术182

7.3.2飞秒技术和近场技术的结合184

7.3.3飞秒近场系统应用188

7.4本章小结200

第8章超高时空分辨光电子显微镜的原理及其应用210

8.1光电子显微镜的基本原理211

8.1.1电子显微镜的发展历程211

8.1.2光电子显微镜的工作原理212

8.1.3不同激发方式的光电子显微镜215

8.2其他时间空间分辨测量手段216

8.2.1瞬态吸收光谱（TAS）216

8.2.2扫描超快电子显微镜218

8.2.3小结220

8.3时间分辨光电子显微镜的应用220

8.3.1光电子显微镜在金属表面等离激元研究中的应用220

8.3.2光电子显微镜在半导体材料中的应用226

8.3.3光电子显微镜在磁性材料中的应用230

8.4本章小结231

第9章激光等离子体时间分辨测量235

9.1光学测量235

9.1.1阴影法236

9.1.2干涉法240

9.1.3衍射法244

9.1.4太赫兹波折射法245

9.2时间分辨电导法246

第10章阿秒超快谱学248

10.1原子分子强场现象248

10.2原子分子阿秒动力学253

10.3孤立阿秒脉冲的产生259

10.4阿秒激光的表征275

10.5阿秒激光的应用285

10.6本章小结294

第11章飞秒激光微纳制造301

11.1飞秒激光微纳制造机制302

11.1.1飞秒激光加工透明介质材料的物理过程302

11.1.2飞秒激光改性305

11.1.3体内微爆炸和烧蚀311

11.1.4光聚合314

11.1.5光还原317

11.2飞秒激光制造的特点320

11.2.1“快”——热影响小320

11.2.2“准”——突破衍射极限322

11.2.3“狠”——全材料加工323

11.2.4脉冲整形与焦场调控324

11.3飞秒激光微纳制造的应用330

11.3.1光学领域330

11.3.2电学领域335

11.3.3医学领域339

11.3.4机械领域342

11.4本章小结347