超快激光光谱原理与技术基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

作  者:翁羽翔 著作 定  价:128 出 版 社:化学工业出版社 出版日期:2013年07月01日 页  数:456 装  帧:精装 ISBN:9787122160102     《超快激光光谱原理与技术基础》是国家科学技术学术著作出版基金资助出版的很好科技图书。系统介绍超快光谱测量的基本原理，测量方法及各种相关器件，并融合了一线工作者自身的经验和体会，不仅让初入门者对整个领域有一个富有整体感的认识，也从中学到一些实用的技能和方法。《超快激光光谱原理与技术基础》可作为从事时间分辨光谱研究科技人员的参考书，尤其适合进入该领域的研究生。书中对光谱学一些基本概念的阐述及光学实验技能的介绍也适合本科高年级学生。
●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
●部分目录

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。

翁羽翔 著作     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、建成了靠前**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，立足靠前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。

现代材料科学中的高通量计算方法 简介 本书系统地阐述了在现代材料科学研究中占据核心地位的高通量计算方法。随着计算能力的飞速提升和理论方法的不断完善，通过计算机模拟来预测和设计新材料已成为可能，并极大地加速了材料的发现与优化进程。本书旨在为材料研究人员、物理学家、化学家以及相关领域的工程师提供一套全面、深入且实用的理论框架和操作指南，使其能够有效地利用这些强大的计算工具来解决复杂的材料科学问题。 第一部分：理论基础与计算框架 本书的开篇部分，首先奠定了高通量计算所需的基础理论。我们将从量子力学的基本原理入手，深入探讨适用于材料模拟的近似方法。 第一章：量子力学在材料模拟中的基石 本章详细介绍了描述材料内部电子行为的薛定谔方程及其挑战。重点阐述了为什么需要近似方法，并详细剖析了密度泛函理论（Density Functional Theory, DFT）的核心思想——霍恩伯格-科恩定理。我们将细致地比较不同的交换关联泛函（如LDA, GGA, Meta-GGA及其含范德华修正），分析它们在精度和计算成本之间的权衡，这是高通量计算选择方法的关键决策点。 第二章：周期性系统的计算表示 材料科学研究的重点往往是晶体结构。本章讲解如何利用布洛赫定理来简化周期性边界条件下的电子结构计算。内容包括倒易空间中的积分方法（如Gamma点采样与K点网格的选择），以及如何在实际计算中优化K点网格的密度以确保计算结果的可靠性，同时控制计算资源消耗。我们还将讨论如何构建和优化超胞模型以模拟缺陷、表面和界面结构。 第三章：计算的收敛性与误差分析 对于高通量工作流程而言，保证每一步计算的稳定性和可重复性至关重要。本章专门讨论计算的收敛性标准，包括能量收敛、力的收敛以及应力张量的收敛。我们将提供一套实用的误差预算方法，帮助用户量化计算结果中的固有不确定性，这是区别于经验性方法的关键所在。 第二部分：高通量计算的工作流程与工具 高通量计算的核心在于自动化和并行化。本部分将聚焦于如何构建高效、可扩展的计算流程。 第四章：自动化脚本与工作流管理 本章详细介绍了如何利用脚本语言（如Python及其科学计算库）来连接不同的计算包。内容涵盖输入文件的自动生成、作业调度系统（如Slurm, PBS）的调用、计算过程的监控以及输出结果的自动解析。我们将以一个实际的材料筛选流程为例，演示如何实现从结构输入到性质提取的全自动化。 第五章：开源计算包的深度应用 本书将重点介绍当前主流且适用于高通量计算的开源软件包，例如VASP (Vienna Ab initio Simulation Package) 和 Quantum ESPRESSO。我们将不再仅停留在基本安装和运行上，而是深入探讨其高级功能，如并行效率优化、混合精度计算的使用，以及如何针对特定体系（如磁性材料或大分子体系）进行参数调优。 第六章：数据库构建与数据挖掘 高通量计算的产出是海量的结构-性质数据。本章讲解如何有效地组织和存储这些数据，并介绍材料基因组计划（Materials Genome Initiative, MGI）背景下的数据管理最佳实践。内容包括使用NoSQL数据库存储复杂结构信息、开发数据查询接口，以及利用机器学习方法对已计算数据库进行初步筛选和趋势预测。 第三部分：关键材料性质的计算模拟 本部分将具体展示高通量计算如何应用于预测和解析多种重要的材料性质。 第七章：结构优化与相图构建 晶体结构的优化是所有计算的起点。本章不仅涵盖了静态结构的优化，还扩展到高压或高温条件下的结构搜索，例如利用基于能量的结构搜索算法（如CALYPSO或USPEX）。此外，我们将详细介绍如何通过热力学稳定性分析（如形成能、虚晶能）来构建和解读复杂的二元或三元相图，这对于材料的合成至关重要。 第八章：电子结构与输运性质的预测 本章关注材料的电子特性。除了基础的能带结构和态密度计算，我们还将深入探讨如何计算更复杂的性质，例如有效质量、带隙的精确计算（使用HSE06或GW方法进行后处理），以及如何通过玻尔兹曼输运方程（BTE）来预测热导率和电导率。 第九章：机械性能与动力学模拟 材料的力学响应是其应用的关键。本章讲解如何利用有限元方法与DFT相结合来计算弹性常数、杨氏模量和泊松比。对于动力学模拟，我们将区分基于DFT的分子动力学（AIMD）与利用预训练势函数的经典分子动力学（ReaxFF或Machine Learning Potentials）。AIMD的应用重点在于捕捉高温下的结构弛豫和原子扩散机制。 第十章：光谱学特性的模拟 虽然本书侧重于计算，但理解如何模拟可与实验对比的光谱数据是验证计算结果的关键。本章介绍如何计算X射线吸收谱（XAS）、X射线发射谱（XES）以及拉曼散射谱。我们将重点解析如何利用线性响应理论来模拟这些线性或非线性的光学响应，并讨论如何修正色散校正和自相互作用误差。 结论与展望 全书最后将对当前高通量计算的局限性进行诚实的评估，例如对长程有序体系的挑战、对稀有元素体系的数据库稀疏性，以及复杂动态过程的模拟难度。展望未来，本书将简要介绍机器学习在势能面构建和加速计算中的前沿应用，为读者指明下一阶段的研究方向。 本书的编写风格力求严谨而实用，通过大量的案例分析和代码片段，确保读者不仅理解理论，还能立即将其应用于实际的研究工作中。