现代物理基础丛书40：激光光谱学（原书第四版 第2卷：实验技术） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[德] 沃尔夫冈·戴姆特瑞德 著，姬扬 译

图书标签:

• 激光光谱学
• 光谱技术
• 实验物理
• 物理学
• 光学
• 激光
• 分析技术
• 仪器仪表
• 科研
• 现代物理

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030336125

版次：1

商品编码：12080788

包装：平装

丛书名： 现代物理基础丛书40

开本：16开

出版时间：2012-03-01

用纸：胶版纸

页数：588

字数：743000

正文语种：中文

内容简介

　　《现代物理基础丛书40：激光光谱学（原书第四版 第2卷：实验技术）》介绍了激光光谱学的实验技术、新进展以及多种应用范例。以理论介绍和实例说明相结合的形式，详细地说明了多普勒限制的激光吸收谱和激光荧光谱（第1章）、非线性光谱学（第2章）、激光拉曼光谱学（第3章）、分子束的激光光谱学（第4章）、光学泵浦和双共振技术（第5章）、时间分辨的激光光谱学（第6章）、相干光谱学（第7章）和碰撞过程的激光光谱学（第8章），然后更专门讲述了激光光谱学领域的新进展如激光冷却、玻色爱因斯坦凝聚和光梳技术等（第9章），最后用实例介绍了激光光谱学在材料表征、化学分析、环境监测以及健康医疗方面的应用（第10章）。这些内容都是第1卷介绍的激光光谱学基奉原理的具体应用。
　　《现代物理基础丛书40：激光光谱学（原书第四版 第2卷：实验技术）》可供物理系或光学工程系的高年级本科生和研究生使用；利用激光光谱技术开展研究工作的科研人员，包括物理学、化学和生物学领域的研究人员，光学工程、精密测量、环境监测甚至医药研究等领域中的工作人员也能够从《激光光谱学（原书第4版）：实验技术（第2卷）》中发现有用的实验方法和技术。

内页插图

目录

译者的话
第2卷序言
第四版序言
第三版序言
第二版序言
第一版序言

第1章 多普勒限制的激光吸收谱和激光荧光谱
1．1 在光谱学中使用激光的优点
1．2 吸收光谱学的高灵敏方法
1．2．1 频率调制
1．2．2 共振腔内的激光吸收光谱学（ICLAS）
1．2．3 共振腔环路衰减光谱学
1．3 直接测量被吸收的光子
1．3．1 荧光激发光谱学
1．3．2 光声光谱学
1．3．3 光热光谱学
1．4 电离光谱学
1．4．1 基本技术
1．4．2 电离光谱的灵敏度
1．4．3 脉冲激光和连续激光引起的光电离过程
1．4．4 共振双光子电离与质谱测量技术相结合
1．4．5 热离子二极管
1．5 光电流光谱学
1．6 速度调制光谱学
1．7 激光磁共振和斯塔克光谱学
1．7．1 激光磁共振
1．7．2 斯塔克光谱学
1．8 激光诱导荧光
1．8．1 利用激光诱导荧光的分子光谱学
1．8．2 激光诱导荧光的实验特点
1．8．3 多原子分子的激光诱导荧光
1．8．4 利用激光诱导荧光谱确定粒子数分布
1．9 不同方法的比较
1．10 习题

第2章 非线性光谱学
第3章 激光拉曼光谱学
第4章 分子束的激光光谱学
第5章 光学泵浦和双共振技术
第6章 时间分辨的激光光谱学
第7章 相干光谱学
第8章 碰撞过程的激光光谱学
第9章 激光光谱学的新进展
第10章 激光光谱学的应用
习题解答
参考文献

前言/序言

　　《激光光谱学》第2卷讲述了各种不同的实验技术，它们用于探测微小浓度的原子或分子、没有多普勒效应的光谱、激光拉曼光谱、双共振技术、多光子光谱和时间分辨光谱。在这些领域中，新技术的发展和实验仪器的改进非常引人注目。许多新思想使得光谱工作者能够攻克以前不能解决的问题。例如，用频率梳直接测量光波的绝对频率和相位，或者用可见光区域的飞秒激光的高次谐波来获得阿秒区域的时间精度。飞秒非线性光学参量放大器的发展已经显著地提高了激发态分子中高速动力学过程的测量水平，对于眼内视网膜中的视觉过程或叶绿素分子中的光合作用的详细研究来说，它已经是必不可少的工具。
　　特别是，激光光谱学在化学、生物医药学以及在解决技术问题的应用方面，发展非常迅猛。最后一章中的几个例子可以说明这一点。
　　为了学习第2卷的一些章节，需要了解一些光谱技术或仪器的基本知识。因此，在讨论激光光谱学基础知识的时候，就会提到第1卷的内容。
　　在每章结尾处都附有一些习题，这有助于检查学生对相应章节主题的理解程度。解答部分在本书结尾处。
　　我感谢施普林格出版社的Dr.Th.Schneider，感谢他的耐心和鼓励；我感谢LBTeX公司的Mrs.st.Hohensee，感谢她在排版和印刷方面的工作。有许多人指出了上一版中的错误和可能的改进方式，从而提高了新版的质量，我非常感谢他们。许多同事允许我使用他们的研究工作中的图表，我非常感谢。
　　敬请读者提出改进本教材的建议，我将非常感谢。

好的，以下是一份关于《现代物理基础丛书40：激光光谱学（原书第四版 第2卷：实验技术）》的图书简介，内容将专注于该书所涵盖的实验技术方面，同时避开对具体内容的逐一罗列，力求详尽自然： --- 图书简介 《现代物理基础丛书40：激光光谱学（原书第四版 第2卷：实验技术）》 聚焦实验核心，精进光谱测量之道 在当代物理学、化学、材料科学乃至生物医学的前沿探索中，激光光谱学无疑扮演着核心驱动力的角色。它不仅是一系列理论模型的验证工具，更是揭示物质微观结构、动态过程及其相互作用的“眼睛”。本书，作为享有盛誉的《现代物理基础丛书》的重要组成部分，以及经典原著的第四版第二卷，将目光精准地投向了这一强大技术背后的实践基石——实验技术。 本书深刻认识到，理论的精妙必须依托于高精度的实验实现。对于任何希望将激光光谱学从实验室研究提升到前沿应用的研究人员、工程师和高年级学生而言，理解并掌握如何构建、调谐、稳定和优化复杂的激光光谱系统，是跨越理论认知与实际成果的关键鸿沟。本书正是为此目的而精心编撰，它不满足于描述“我们能测什么”，而是深入剖析“我们如何能精确地测得”的工程学与物理学细节。 实验设计与系统构建的精要 激光光谱实验的复杂性，源于对光束质量、频率精度、时间同步性以及环境噪声抑制的极端要求。本书将实验技术视为一个完整的、相互耦合的系统工程来对待。 光束控制与传输： 激光束的质量，包括其横向模式结构、准直性与发散角，直接决定了最终测量的信噪比和空间分辨率。书中详尽探讨了如何利用光学元件（如透镜组、反射镜、光束整形器）对激光束进行精确塑形与引导。这不仅仅是简单的光路搭建，而是涉及衍射极限、像差校正以及高功率密度下的材料损伤阈值的综合考量。如何实现亚微米级的对准精度，以及在复杂实验路径中保持偏振态的稳定，都是需要细致钻研的内容。 光源的选择与优化： 现代光谱实验往往需要特定波段、高相干性、窄线宽乃至飞秒脉冲的激光源。本书深入剖析了各类激光器（从连续波到调制的脉冲激光器）的工作原理，更重要的是，它侧重于如何优化和改进这些光源以适应特定的光谱需求。例如，针对高分辨率吸收谱测量，如何通过反馈控制系统将激光器的频率漂移抑制到赫兹甚至毫赫兹级别；对于瞬态动力学研究，如何实现对脉冲序列的精确触发和时序控制。这些实践性的优化策略，是教科书理论部分难以涵盖的。 信号采集与处理的艺术： 光谱测量的最终环节在于准确捕获与量化物理信号。本书对各种探测技术进行了细致的比较和阐述。从光电倍增管（PMT）、光电二极管到高灵敏度的CCD/CMOS阵列，再到针对特定波段（如红外、太赫兹）的专用探测器，书中详细描述了探测器的响应特性、噪声来源（包括散粒噪声、暗电流噪声、热噪声）以及如何通过电子学手段（如锁相放大技术、高速数据采集卡）来最大化信噪比。特别是对于低浓度样品或极弱信号的测量，如何设计巧妙的调制和解调方案，以期从背景噪声中“提取”出目标信号，是本书着墨较多的部分。 核心实验技术的深度剖析 本书并未停留在通用设备的介绍，而是将精力集中于那些推动光谱学前沿发展的关键技术模块。 频率与波长的绝对定标： 现代光谱测量的精度已进入“绝对”时代。本书详细阐述了如何利用原子或分子吸收谱作为内标，实现对激光频率的实时、高精度跟踪和锁定。这涉及到对碘分子等标准物质的饱和吸收光谱的精细测量，以及如何将这些高精度基准有效地耦合到用户自己的实验反馈回路中。掌握这些技术，意味着实验结果不再依赖于相对校准，而是具备了跨实验室的可比性与可重复性。 真空环境与样品处理： 许多关键的光谱实验，特别是高分辨或太赫兹光谱，必须在严格控制的真空或低温环境中进行。本书对真空系统的设计、泄漏检测、避免污染以及温度控制技术进行了深入探讨。此外，针对不同形态的样品（气体、液体、固体薄膜），书中也提供了专业的样品池设计和加载技术，确保样品本身不对测量结果造成系统性偏差。 时域光谱学的实验挑战： 对于涉及时间分辨测量的领域，如超快光谱学，实验的难度指数级增加。本书详细讨论了时间同步的挑战——如何确保激光脉冲与探测信号采集之间的皮秒级甚至飞秒级同步。这包括了对延迟扫描系统的优化、对光纤色散的精确补偿，以及如何处理由于样品自身的非线性效应而导致的信号失真问题。 从构建到故障排除：实践者的指南 《激光光谱学（实验技术）》的价值，不仅在于“如何搭建”，更在于“如何维护和修复”。光谱仪是高度集成化的精密仪器，实验过程中必然会遭遇各种挑战，从简单的对准偏差到复杂的系统性噪声。 本书为读者提供了结构化的故障排除（Troubleshooting）指南。例如，当观察到不规则的谱线展宽时，可能的系统原因从激光腔振荡模式不稳定、声光效应干扰，到真空腔体内的微弱振动，无不一一列举，并给出相应的诊断步骤和修正方案。对于光学元件的清洁与维护，以及确保电子系统无电磁干扰（EMI）的环境构建，都给出了详尽的操作规范。 总结而言， 本卷是连接激光光谱学理论与尖端实践的桥梁。它为读者提供了构建下一代高精度光谱实验系统的蓝图，强调了工程严谨性、系统优化以及对潜在误差源的持续警惕。阅读本书，意味着掌握了将精妙的物理构想转化为可靠、可重现的实验数据的核心能力。它不仅是工具书，更是现代精密测量领域不可或缺的实践哲学指南。

评分☆☆☆☆☆

分隔。 --- 这套丛书的封面设计实在是太有年代感了，那种沉甸甸的、略带复古的质感，让人一上手就知道这不是什么轻飘飘的入门读物，而是真材实料的硬核技术手册。我当初买它，其实是冲着“实验技术”这几个字去的，希望能找到一些关于现代光谱学实验装置搭建和调试的实操细节。然而，翻开这本书后，我发现它更像是一部详尽的“原理与实践相结合”的工具书。它并没有直接给出“你该买哪种激光器”的答案，而是花了大量的篇幅去解释不同类型激光器在光谱学应用中的固有特性和限制。比如，在介绍锁模激光器时，作者深入剖析了脉冲的产生机制，以及如何通过调整腔内元件来控制脉冲宽度和重复频率，这种对基础物理的挖掘深度，远超了我预期的“实验技术指南”。对于我这种需要设计复杂光路图的工程师来说，这种底层逻辑的清晰阐述，远比一堆晦涩的参数表来得更有价值。我花了整整一个下午，才把其中关于时间分辨光谱的章节啃完，感觉对超快物理的理解又上了一个台阶，这才是专业书籍的价值所在。

评分☆☆☆☆☆

好的，下面是五段以读者口吻对《现代物理基础丛书40：激光光谱学（原书第四版 第2卷：实验技术）》的评价，每段风格迥异，字数约300字，并用

评分☆☆☆☆☆

我不得不说，这本书的翻译质量非常稳定，即使是涉及高度专业化的术语，也处理得相当到位，没有出现那种让人出戏的“中式英语”味儿。作为一套丛书的第四版第二卷，它明显吸收了前几版和前几卷的反馈，在逻辑衔接上做得相当流畅。比如，当它谈到“非线性光谱技术”时，作者巧妙地引用了前面章节中关于光场强度的讨论，使得读者不需要频繁地翻阅其他卷册就能理解上下文。我尤其欣赏它对“光声谱学”那部分的处理，它不仅详述了声波在不同介质中的传播特性如何影响测量精度，还对比了从频域到时域的信号重建算法的优劣。这对于我们处理复杂介质内部结构成像时遇到的信号畸变问题，提供了极为宝贵的理论指导。这本书的特点是“广而不泛，深而不晦”，它不会陷入某个单一技术细节的泥潭，而是始终保持着对整个实验流程的宏观掌控力，这一点让它在众多的专业参考书中脱颖而出。

评分☆☆☆☆☆

拿到书本的那一刻，我感觉像是一个考古学家发现了失落已久的古代典籍。这书的排版和字体选择，透露出一种严谨到近乎刻板的学术态度，完全没有现在流行的那种为了吸引眼球而做的花哨设计。内容上，它对拉曼光谱和荧光光谱的交叉分析部分尤其精彩，简直是教科书级别的处理。我记得之前在查阅其他资料时，很多关于背景抑制和信号增强的讨论都显得模棱两可，但在这本书里，作者用非常清晰的数学模型和图示，展示了如何通过优化采样几何角度和选用特定波长的激发源来最大化信噪比。特别是关于偏振特性的讨论，那些复杂的张量表达式虽然看着头疼，但一旦结合书中的示意图去理解，那些看似随机的偏振光行为瞬间就变得有迹可循了。这本书的深度，要求读者必须具备扎实的线性代数和光学基础，它不会替你思考，只会给你提供最精密的工具箱，让你自己去敲开难题的大门。我个人认为，这本书更适合在实验室摸爬滚打了几年，遇到了瓶颈期，想要从根源上突破现有技术限制的研究生或青年学者阅读。

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本书的定价对学生党来说有点劝退，但考虑到其内容的全面性和时效性（尽管是第四版，但基础原理的阐述依然坚挺），我还是咬牙入手了。这本书最让我惊喜的是它对“数据处理与误差分析”这一独立章节的重视程度。在很多同类书籍中，这部分往往被草草带过，但在这里，作者煞费苦心地列举了多种误差来源，从探测器热噪声到激光器波长漂移，并给出了具体的最小二乘法拟合和贝叶斯推断的应用案例。我尝试用书中的一个例子来处理我正在进行的一个长期测量项目中的系统误差，效果出乎意料地好。这不仅仅是一本“如何做实验”的书，更是一本“如何科学地评估实验结果”的哲学指南。它教会我们，真正的实验技术不仅仅是把光路搭好，更重要的是，要清楚地知道我们测量的结果究竟有多可靠。这种严谨的态度，是这本书留给我最深刻的印象。