激光光谱学（TheorLaser Spectroscopy）

秋季学期

课程编号：04811180

学分：3

教师：周小计 Xiaoji Zhou

考试方式：作业：30%，笔试：70%

教学方式：课堂讲学

内容提要：

本课程主要讲授激光光谱学的原理、技术、仪器设备以及一些最新进展。首先讲授光谱学的基础知识和光与原子相互作用的经典理论、半经典理论、全量子理论；然后介绍激光光谱学的光谱仪器和可调谐的相干光源，最后对空间高分辨谱、时间高分辨谱、相干喇曼光谱、高灵敏激光光谱以及光谱学的最新进展进行了介绍。它包括以下内容：

        第一章、 引言，包括：1) 激光和光谱学；2) 腔模；3) 光的相干。
        第二章、 共振辐射场与原子相互作用的经典理论--- Lorenz理论，包括：1) 电偶极子的自发辐射；2) 受迫振动、吸收与色散；3) Krawers-Kronig 色散关系；4）吸收的饱和,线性吸收与非线性吸收。
        第三章、 谱线的线型与线宽，包括：1) 自然线宽；2) 压强增宽(碰撞增宽)；3) 多谱勒频移和增宽；4) 渡越增宽；5) 多谱勒增宽谱线的吸收与色散；6) 饱和增宽。
        第四章、 基于半经典理论的光谱理论与实验,包括：1) 纯系综中密度矩阵；2) 混合系综的密度矩阵,3) 强辐射场的Rabi 解；4) 光学(磁共振)Bloch方程；5) 三能级双共振
        第五章、 基于缀饰态全量子理论的光谱理论与实验，包括：1) 场的量子化与自发辐射；2) 强场下的共振荧光；3) 强场下的吸收谱以及Autler-Townes 效应。
        第六章、 光谱仪器，包括：1) 摄谱仪与单色仪；2) 各种干涉仪；3) 分光计和干涉仪的比较；4) 光电探测器和光电探测仪器。 可调谐相干光源，包括：1) 光谱光源介绍；2) 染料激光器；3) 可调谐红外激光器；4) 非线性光混频技术；5) 光参量振荡器。
        第七章、 消多谱勒谱（空间高分辨谱），包括：1) 饱和吸收谱；2) Hanle效应和偏振谱；3) 其它消多谱勒谱：萤光中的消多普勒谱，偶合跃迁中的消多普勒谱，利用选速光抽运作消多普勒谱；4) 双光子对射消多谱勒谱。
        第八章、 量子拍与相干瞬态谱（时间高分辨谱），包括：1) 量子拍；2) 光学章动；3) 自由感应衰变、超辐射、超荧光；4) 光子回波。相干喇曼光谱学（非线性激光光谱学），包括：1) 喇曼散射；2) 受激喇曼散射（SRS）；3) 相干反斯托克斯喇曼光谱学（CARS）；4) 喇曼感生克尔效应光谱学；5) 四波混频；6) 激光喇曼光谱学的应用。
        第九章、 高灵敏激光光谱学和等离子体光谱，包括：1) 腔内吸收法；2) 光声光谱；3) 光电流光谱；4)光电离谱；5) 激发光谱；6）等离子体发射光谱以及应用。
 

推荐教材或参考资料：

教材 :

Wolfgang Demtroder, Laser Spectroscopy: Basic concepts and instrumentation, 3rd ed. 世界图书出版社，2008.

《激光光谱学》讲义，电子学系

参考书：

1.    陆同兴，路轶群，激光光谱技术原理与应用，中国科学技术大学出版社，2006.

2.    张国威 王兆民，《激光光谱学 原理与技术》，北京理工大学出版社，1989。

3.    David L. Andrews and Andrey A. Demidov, An Introduction to Laser Spectroscopy,(Kluer Academic/Plenum Publishers, New York, 2002).

4. 陈扬锓,杨晓华，激光光谱测量技术,华东师范大学出版社，2006.