Femtosecond Optical Frequency Comb pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Springer Verlag

作者:Ye, Jun

出品人:

页数:376

译者:

出版时间:2004-12

价格:$ 179.67

装帧:HRD

isbn号码:9780387237909

丛书系列:

图书标签:

• 光频梳
• 飞秒激光
• 光学精密测量
• 光谱学
• 非线性光学
• 激光物理
• 光子技术
• 频率计量学
• 量子电子学
• 超快光学

穿越时空的回响：精细光谱学的先驱与未来 书名： 穿越时空的回响：精细光谱学的先驱与未来 作者： [此处留空，暗示作者身份的专业性与多样性] 出版社： [此处留空，暗示权威学术出版社] ISBN： [此处留空，暗示学术专著] 页数： 约 680 页 装帧： 精装，附有大量图表和历史文献插图 --- 内容概要：一部跨越百年的光学测量史诗 《穿越时空的回响：精细光谱学的先驱与未来》并非聚焦于某一特定现代技术，而是将目光投向了整个超高精度频率测量与光谱分析领域自十九世纪末至今的发展历程。本书深入剖析了驱动精密物理学革命的那些基础性、概念性的突破，以及这些突破如何为后世所有依赖于光波频率作为基准的科学分支（如原子钟、量子传感、高分辨率天文学等）奠定了坚实的理论和实验基础。 本书的叙事结构遵循时间线索，但核心内容专注于“基准的建立”与“分辨率的极限探索”两大主题，辅以对关键历史人物思想的深度挖掘。 --- 第一部分：光谱学的黎明与原子时代的序幕（1880s – 1930s） 本部分详尽考察了光谱学从定性分析向定量科学转变的艰难历程。我们不再关注特定脉冲的产生，而是聚焦于如何“看清”光的本质。 第一章：线度的挑战与迈克尔逊的遗产 本章深入探讨了早期光谱线宽度问题的根源。在原子跃迁被充分理解之前，科学家们如何利用干涉仪（尤其是迈克尔逊干涉仪的早期变体）来区分那些极其接近的光谱线。详细分析了不同光源（如汞灯、镉灯）在早期定义米原器时的局限性，以及如何通过控制温度和压力来“收窄”视场中的谱线，从而提高可见光范围内的分辨率。这部分侧重于光学干涉作为频率分离工具的原始应用。 第二章：从普朗克到玻尔：理解谱线的物理起源 本章聚焦于理论物理学的突破，解释了为什么特定元素会发出特定频率的光。重点分析了量子化概念如何从理论上预言了离散频率的存在，并回顾了早期利用法布里-珀罗（Fabry-Pérot）标准具对氢原子、氦原子精细结构进行的实验验证。书中详尽展示了早期的珀罗干涉仪是如何被用来测量不同原子跃迁之间的微小频率差，这是现代光谱学对“频率分离能力”的首次系统性追求。 第三章：气体动力学与多普勒展宽 本章探讨了宏观环境对微观测量的影响。精确测量要求对影响谱线形态的外部因素有深刻理解。详细介绍了如何通过研究气体动力学理论来量化多普勒展宽效应，以及早期科学家如何设计实验（如使用低压、低温环境）来最小化这些展宽，以更接近原子本身的内在跃迁频率。 --- 第二部分：频率标准的演进与微波革命（1940s – 1970s） 随着量子力学的成熟，研究的焦点开始从可见光转向了更稳定、更可控的微波和射频区域，为建立基于原子本身属性的绝对频率标准铺平了道路。 第四章：氨分子与射频基准的诞生 本章是关于第一代原子频率标准的详尽历史分析。重点探讨了1940年代对氨分子（NH3）振荡光谱的早期探测，以及如何利用其超精细结构作为第一个基于原子能级而非天文或地球物理现象的稳定频率参考。本书分析了早期微波技术中，如何使用谐波发生器和分频技术来“映射”微波标准至较低的射频区域，为后续的频率链研究奠定了基础。 第五章：铯原子钟的建立与“秒”的重新定义 本书对铯原子标准的建立给予了极大的篇幅。这不仅仅是工程学的胜利，更是对原子能级结构理解深化的体现。详细阐述了电磁共振腔的设计原理，如何将微波辐射精确锁定在铯-133的特定超精细跃迁上。书中批判性地回顾了国际上为统一时间标准所做的努力，以及最终在1967年通过物理常数重新定义“秒”的历史意义。 第六章：激光器的出现与可见光频率的“桥接” 激光器的发明是光谱学历史上的一个分水岭。本章聚焦于激光辐射的相干性如何彻底改变了频率测量。重点分析了早期红宝石激光器、氦氖激光器在作为高频率光源的应用，以及随之而来的巨大挑战——如何精确测量和比较高达光速的频率（$10^{14} ext{ Hz}$ 数量级）。这引出了下一代技术的需求。 --- 第三部分：走向极限：高精度测量的新范式（1980s – 2000s） 本部分探讨了科学家们如何利用非线性光学效应和先进的锁相技术，克服了直接测量可见光频率的障碍，从而将原子钟的精度推广到更广阔的光谱范围。 第七章：非线性晶体的光频分频与倍频历史 在激光器出现后，如何将稳定的微波标准（如铯原子钟的频率）“提升”到可见光波段，成为了关键瓶颈。本章详细考察了倍频和分频技术的历史发展，特别是如何利用特定的非线性晶体（如锂铌酸盐 LNB）来实现高效的频率转换。书中强调了对晶体双折射、相位匹配条件的精确控制，这是实现高精度光频传递的先决条件。 第八章：基于锁相环的频率链构建与误差分析 本章是对频率链（Frequency Chain）复杂结构的深入解析。它详细描述了如何通过一系列相互锁定的、具有已知转换比率的谐振器和倍增器，从一个低频参考标准构建起一个覆盖整个可见光波段的连续频率标尺。这部分包含了对早期锁相放大器、数字锁定技术在频率合成中应用的严谨数学描述和实验案例分析。 第九章：标准参考源的拓展：碘分子与分子吸收光谱 本章将焦点从原子跃迁扩展到分子能级。回顾了碘分子（I2）在可见光波段作为绝对频率标准的重要地位。分析了如何利用碘分子在特定激光波长附近的强吸收峰作为高精度、高稳定性的参考锁定点，以及这种方法在早期精密光谱测量和基础物理常数检验中的作用。 --- 第四部分：未来的展望与基础物理学的检验 本书的最后部分展望了精细光谱学如何继续作为检验基本物理定律的终极工具。 结论：从测量到理解 本书总结了精确频率和光谱测量在基本常数检验中的核心地位，例如对精细结构常数 ($alpha$)、电子质量与质子质量比率 ($m_e/m_p$) 的长期监测。它强调了光谱学作为“时间与空间”之间桥梁的角色，以及未来在寻找“新物理学”迹象时，对系统误差的持续压制能力的重要性。 --- 本书特色 本书结构严谨，史料详实，通过大量的历史文献引述和原创性的技术图解，重现了精细光谱学从萌芽到成为现代物理学支柱的完整轨迹。它为物理学史研究者、光学工程师和高精度计量领域的专业人士提供了一个全面而深入的参考。本书对“如何建立一个可信赖的频率基准”这一科学难题的探索，具有永恒的学术价值。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆