現代物理基礎叢書40：激光光譜學（原書第四版 第2捲：實驗技術） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[德] 沃爾夫岡·戴姆特瑞德 著，姬揚 譯

圖書標籤:

• 激光光譜學
• 光譜技術
• 實驗物理
• 物理學
• 光學
• 激光
• 分析技術
• 儀器儀錶
• 科研
• 現代物理

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030336125

版次：1

商品編碼：12080788

包裝：平裝

叢書名： 現代物理基礎叢書40

開本：16開

齣版時間：2012-03-01

用紙：膠版紙

頁數：588

字數：743000

正文語種：中文

內容簡介

　　《現代物理基礎叢書40：激光光譜學（原書第四版 第2捲：實驗技術）》介紹瞭激光光譜學的實驗技術、新進展以及多種應用範例。以理論介紹和實例說明相結閤的形式，詳細地說明瞭多普勒限製的激光吸收譜和激光熒光譜（第1章）、非綫性光譜學（第2章）、激光拉曼光譜學（第3章）、分子束的激光光譜學（第4章）、光學泵浦和雙共振技術（第5章）、時間分辨的激光光譜學（第6章）、相乾光譜學（第7章）和碰撞過程的激光光譜學（第8章），然後更專門講述瞭激光光譜學領域的新進展如激光冷卻、玻色愛因斯坦凝聚和光梳技術等（第9章），最後用實例介紹瞭激光光譜學在材料錶徵、化學分析、環境監測以及健康醫療方麵的應用（第10章）。這些內容都是第1捲介紹的激光光譜學基奉原理的具體應用。
　　《現代物理基礎叢書40：激光光譜學（原書第四版 第2捲：實驗技術）》可供物理係或光學工程係的高年級本科生和研究生使用；利用激光光譜技術開展研究工作的科研人員，包括物理學、化學和生物學領域的研究人員，光學工程、精密測量、環境監測甚至醫藥研究等領域中的工作人員也能夠從《激光光譜學（原書第4版）：實驗技術（第2捲）》中發現有用的實驗方法和技術。

內頁插圖

目錄

譯者的話
第2捲序言
第四版序言
第三版序言
第二版序言
第一版序言

第1章 多普勒限製的激光吸收譜和激光熒光譜
1．1 在光譜學中使用激光的優點
1．2 吸收光譜學的高靈敏方法
1．2．1 頻率調製
1．2．2 共振腔內的激光吸收光譜學（ICLAS）
1．2．3 共振腔環路衰減光譜學
1．3 直接測量被吸收的光子
1．3．1 熒光激發光譜學
1．3．2 光聲光譜學
1．3．3 光熱光譜學
1．4 電離光譜學
1．4．1 基本技術
1．4．2 電離光譜的靈敏度
1．4．3 脈衝激光和連續激光引起的光電離過程
1．4．4 共振雙光子電離與質譜測量技術相結閤
1．4．5 熱離子二極管
1．5 光電流光譜學
1．6 速度調製光譜學
1．7 激光磁共振和斯塔剋光譜學
1．7．1 激光磁共振
1．7．2 斯塔剋光譜學
1．8 激光誘導熒光
1．8．1 利用激光誘導熒光的分子光譜學
1．8．2 激光誘導熒光的實驗特點
1．8．3 多原子分子的激光誘導熒光
1．8．4 利用激光誘導熒光譜確定粒子數分布
1．9 不同方法的比較
1．10 習題

第2章 非綫性光譜學
第3章 激光拉曼光譜學
第4章 分子束的激光光譜學
第5章 光學泵浦和雙共振技術
第6章 時間分辨的激光光譜學
第7章 相乾光譜學
第8章 碰撞過程的激光光譜學
第9章 激光光譜學的新進展
第10章 激光光譜學的應用
習題解答
參考文獻

前言/序言

　　《激光光譜學》第2捲講述瞭各種不同的實驗技術，它們用於探測微小濃度的原子或分子、沒有多普勒效應的光譜、激光拉曼光譜、雙共振技術、多光子光譜和時間分辨光譜。在這些領域中，新技術的發展和實驗儀器的改進非常引人注目。許多新思想使得光譜工作者能夠攻剋以前不能解決的問題。例如，用頻率梳直接測量光波的絕對頻率和相位，或者用可見光區域的飛秒激光的高次諧波來獲得阿秒區域的時間精度。飛秒非綫性光學參量放大器的發展已經顯著地提高瞭激發態分子中高速動力學過程的測量水平，對於眼內視網膜中的視覺過程或葉綠素分子中的光閤作用的詳細研究來說，它已經是必不可少的工具。
　　特彆是，激光光譜學在化學、生物醫藥學以及在解決技術問題的應用方麵，發展非常迅猛。最後一章中的幾個例子可以說明這一點。
　　為瞭學習第2捲的一些章節，需要瞭解一些光譜技術或儀器的基本知識。因此，在討論激光光譜學基礎知識的時候，就會提到第1捲的內容。
　　在每章結尾處都附有一些習題，這有助於檢查學生對相應章節主題的理解程度。解答部分在本書結尾處。
　　我感謝施普林格齣版社的Dr.Th.Schneider，感謝他的耐心和鼓勵；我感謝LBTeX公司的Mrs.st.Hohensee，感謝她在排版和印刷方麵的工作。有許多人指齣瞭上一版中的錯誤和可能的改進方式，從而提高瞭新版的質量，我非常感謝他們。許多同事允許我使用他們的研究工作中的圖錶，我非常感謝。
　　敬請讀者提齣改進本教材的建議，我將非常感謝。

好的，以下是一份關於《現代物理基礎叢書40：激光光譜學（原書第四版 第2捲：實驗技術）》的圖書簡介，內容將專注於該書所涵蓋的實驗技術方麵，同時避開對具體內容的逐一羅列，力求詳盡自然： --- 圖書簡介 《現代物理基礎叢書40：激光光譜學（原書第四版 第2捲：實驗技術）》 聚焦實驗核心，精進光譜測量之道 在當代物理學、化學、材料科學乃至生物醫學的前沿探索中，激光光譜學無疑扮演著核心驅動力的角色。它不僅是一係列理論模型的驗證工具，更是揭示物質微觀結構、動態過程及其相互作用的“眼睛”。本書，作為享有盛譽的《現代物理基礎叢書》的重要組成部分，以及經典原著的第四版第二捲，將目光精準地投嚮瞭這一強大技術背後的實踐基石——實驗技術。 本書深刻認識到，理論的精妙必須依托於高精度的實驗實現。對於任何希望將激光光譜學從實驗室研究提升到前沿應用的研究人員、工程師和高年級學生而言，理解並掌握如何構建、調諧、穩定和優化復雜的激光光譜係統，是跨越理論認知與實際成果的關鍵鴻溝。本書正是為此目的而精心編撰，它不滿足於描述“我們能測什麼”，而是深入剖析“我們如何能精確地測得”的工程學與物理學細節。 實驗設計與係統構建的精要 激光光譜實驗的復雜性，源於對光束質量、頻率精度、時間同步性以及環境噪聲抑製的極端要求。本書將實驗技術視為一個完整的、相互耦閤的係統工程來對待。 光束控製與傳輸： 激光束的質量，包括其橫嚮模式結構、準直性與發散角，直接決定瞭最終測量的信噪比和空間分辨率。書中詳盡探討瞭如何利用光學元件（如透鏡組、反射鏡、光束整形器）對激光束進行精確塑形與引導。這不僅僅是簡單的光路搭建，而是涉及衍射極限、像差校正以及高功率密度下的材料損傷閾值的綜閤考量。如何實現亞微米級的對準精度，以及在復雜實驗路徑中保持偏振態的穩定，都是需要細緻鑽研的內容。 光源的選擇與優化： 現代光譜實驗往往需要特定波段、高相乾性、窄綫寬乃至飛秒脈衝的激光源。本書深入剖析瞭各類激光器（從連續波到調製的脈衝激光器）的工作原理，更重要的是，它側重於如何優化和改進這些光源以適應特定的光譜需求。例如，針對高分辨率吸收譜測量，如何通過反饋控製係統將激光器的頻率漂移抑製到赫茲甚至毫赫茲級彆；對於瞬態動力學研究，如何實現對脈衝序列的精確觸發和時序控製。這些實踐性的優化策略，是教科書理論部分難以涵蓋的。 信號采集與處理的藝術： 光譜測量的最終環節在於準確捕獲與量化物理信號。本書對各種探測技術進行瞭細緻的比較和闡述。從光電倍增管（PMT）、光電二極管到高靈敏度的CCD/CMOS陣列，再到針對特定波段（如紅外、太赫茲）的專用探測器，書中詳細描述瞭探測器的響應特性、噪聲來源（包括散粒噪聲、暗電流噪聲、熱噪聲）以及如何通過電子學手段（如鎖相放大技術、高速數據采集卡）來最大化信噪比。特彆是對於低濃度樣品或極弱信號的測量，如何設計巧妙的調製和解調方案，以期從背景噪聲中“提取”齣目標信號，是本書著墨較多的部分。 核心實驗技術的深度剖析 本書並未停留在通用設備的介紹，而是將精力集中於那些推動光譜學前沿發展的關鍵技術模塊。 頻率與波長的絕對定標： 現代光譜測量的精度已進入“絕對”時代。本書詳細闡述瞭如何利用原子或分子吸收譜作為內標，實現對激光頻率的實時、高精度跟蹤和鎖定。這涉及到對碘分子等標準物質的飽和吸收光譜的精細測量，以及如何將這些高精度基準有效地耦閤到用戶自己的實驗反饋迴路中。掌握這些技術，意味著實驗結果不再依賴於相對校準，而是具備瞭跨實驗室的可比性與可重復性。 真空環境與樣品處理： 許多關鍵的光譜實驗，特彆是高分辨或太赫茲光譜，必須在嚴格控製的真空或低溫環境中進行。本書對真空係統的設計、泄漏檢測、避免汙染以及溫度控製技術進行瞭深入探討。此外，針對不同形態的樣品（氣體、液體、固體薄膜），書中也提供瞭專業的樣品池設計和加載技術，確保樣品本身不對測量結果造成係統性偏差。 時域光譜學的實驗挑戰： 對於涉及時間分辨測量的領域，如超快光譜學，實驗的難度指數級增加。本書詳細討論瞭時間同步的挑戰——如何確保激光脈衝與探測信號采集之間的皮秒級甚至飛秒級同步。這包括瞭對延遲掃描係統的優化、對光縴色散的精確補償，以及如何處理由於樣品自身的非綫性效應而導緻的信號失真問題。 從構建到故障排除：實踐者的指南 《激光光譜學（實驗技術）》的價值，不僅在於“如何搭建”，更在於“如何維護和修復”。光譜儀是高度集成化的精密儀器，實驗過程中必然會遭遇各種挑戰，從簡單的對準偏差到復雜的係統性噪聲。 本書為讀者提供瞭結構化的故障排除（Troubleshooting）指南。例如，當觀察到不規則的譜綫展寬時，可能的係統原因從激光腔振蕩模式不穩定、聲光效應乾擾，到真空腔體內的微弱振動，無不一一列舉，並給齣相應的診斷步驟和修正方案。對於光學元件的清潔與維護，以及確保電子係統無電磁乾擾（EMI）的環境構建，都給齣瞭詳盡的操作規範。 總結而言， 本捲是連接激光光譜學理論與尖端實踐的橋梁。它為讀者提供瞭構建下一代高精度光譜實驗係統的藍圖，強調瞭工程嚴謹性、係統優化以及對潛在誤差源的持續警惕。閱讀本書，意味著掌握瞭將精妙的物理構想轉化為可靠、可重現的實驗數據的核心能力。它不僅是工具書，更是現代精密測量領域不可或缺的實踐哲學指南。

評分☆☆☆☆☆

我不得不說，這本書的翻譯質量非常穩定，即使是涉及高度專業化的術語，也處理得相當到位，沒有齣現那種讓人齣戲的“中式英語”味兒。作為一套叢書的第四版第二捲，它明顯吸收瞭前幾版和前幾捲的反饋，在邏輯銜接上做得相當流暢。比如，當它談到“非綫性光譜技術”時，作者巧妙地引用瞭前麵章節中關於光場強度的討論，使得讀者不需要頻繁地翻閱其他捲冊就能理解上下文。我尤其欣賞它對“光聲譜學”那部分的處理，它不僅詳述瞭聲波在不同介質中的傳播特性如何影響測量精度，還對比瞭從頻域到時域的信號重建算法的優劣。這對於我們處理復雜介質內部結構成像時遇到的信號畸變問題，提供瞭極為寶貴的理論指導。這本書的特點是“廣而不泛，深而不晦”，它不會陷入某個單一技術細節的泥潭，而是始終保持著對整個實驗流程的宏觀掌控力，這一點讓它在眾多的專業參考書中脫穎而齣。

評分☆☆☆☆☆

分隔。 --- 這套叢書的封麵設計實在是太有年代感瞭，那種沉甸甸的、略帶復古的質感，讓人一上手就知道這不是什麼輕飄飄的入門讀物，而是真材實料的硬核技術手冊。我當初買它，其實是衝著“實驗技術”這幾個字去的，希望能找到一些關於現代光譜學實驗裝置搭建和調試的實操細節。然而，翻開這本書後，我發現它更像是一部詳盡的“原理與實踐相結閤”的工具書。它並沒有直接給齣“你該買哪種激光器”的答案，而是花瞭大量的篇幅去解釋不同類型激光器在光譜學應用中的固有特性和限製。比如，在介紹鎖模激光器時，作者深入剖析瞭脈衝的産生機製，以及如何通過調整腔內元件來控製脈衝寬度和重復頻率，這種對基礎物理的挖掘深度，遠超瞭我預期的“實驗技術指南”。對於我這種需要設計復雜光路圖的工程師來說，這種底層邏輯的清晰闡述，遠比一堆晦澀的參數錶來得更有價值。我花瞭整整一個下午，纔把其中關於時間分辨光譜的章節啃完，感覺對超快物理的理解又上瞭一個颱階，這纔是專業書籍的價值所在。

評分☆☆☆☆☆

說實話，這本書的定價對學生黨來說有點勸退，但考慮到其內容的全麵性和時效性（盡管是第四版，但基礎原理的闡述依然堅挺），我還是咬牙入手瞭。這本書最讓我驚喜的是它對“數據處理與誤差分析”這一獨立章節的重視程度。在很多同類書籍中，這部分往往被草草帶過，但在這裏，作者煞費苦心地列舉瞭多種誤差來源，從探測器熱噪聲到激光器波長漂移，並給齣瞭具體的最小二乘法擬閤和貝葉斯推斷的應用案例。我嘗試用書中的一個例子來處理我正在進行的一個長期測量項目中的係統誤差，效果齣乎意料地好。這不僅僅是一本“如何做實驗”的書，更是一本“如何科學地評估實驗結果”的哲學指南。它教會我們，真正的實驗技術不僅僅是把光路搭好，更重要的是，要清楚地知道我們測量的結果究竟有多可靠。這種嚴謹的態度，是這本書留給我最深刻的印象。

評分☆☆☆☆☆

好的，下麵是五段以讀者口吻對《現代物理基礎叢書40：激光光譜學（原書第四版 第2捲：實驗技術）》的評價，每段風格迥異，字數約300字，並用

評分☆☆☆☆☆

拿到書本的那一刻，我感覺像是一個考古學傢發現瞭失落已久的古代典籍。這書的排版和字體選擇，透露齣一種嚴謹到近乎刻闆的學術態度，完全沒有現在流行的那種為瞭吸引眼球而做的花哨設計。內容上，它對拉曼光譜和熒光光譜的交叉分析部分尤其精彩，簡直是教科書級彆的處理。我記得之前在查閱其他資料時，很多關於背景抑製和信號增強的討論都顯得模棱兩可，但在這本書裏，作者用非常清晰的數學模型和圖示，展示瞭如何通過優化采樣幾何角度和選用特定波長的激發源來最大化信噪比。特彆是關於偏振特性的討論，那些復雜的張量錶達式雖然看著頭疼，但一旦結閤書中的示意圖去理解，那些看似隨機的偏振光行為瞬間就變得有跡可循瞭。這本書的深度，要求讀者必須具備紮實的綫性代數和光學基礎，它不會替你思考，隻會給你提供最精密的工具箱，讓你自己去敲開難題的大門。我個人認為，這本書更適閤在實驗室摸爬滾打瞭幾年，遇到瞭瓶頸期，想要從根源上突破現有技術限製的研究生或青年學者閱讀。