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第一章 引论 1

1.1 光谱线的多普勒加宽 1

1.2 无多普勒加宽的线性光谱学方法 4

1.3 饱和激光光谱学 12

1.4 双光子激光光谱学 29

1.5 与非常窄的光谐振有关的问题 31

参考文献 34

第二章 激光场与气体的谐振相互作用的理论基础 38

2.1 薛定谔方程——跃迁几率 38

2.2 密度矩阵方程 48

2.3 极化强度和能级粒子数．速率方程 53

2.4 行波的吸收系数 56

2.5 由驻波引起的吸收饱和 59

2.5.1 弱饱和．兰姆凹陷 59

2.5.2 强饱和．能级粒子数效应 62

2.5.3 驻波场的相干性和非均匀性效应 67

2.6.1 能级粒子数效应 74

2.6 强和弱的逆向行波 74

2.6.2 相干效应 75

2.7 单向弱波和强波 81

2.8 多普勒加宽跃迁内光场中的斯塔克效应 85

参考文献 87

第三章 多普勒加宽跃迁上的饱和窄谐振 89

3.1 饱和吸收单模激光器中的谐振效应 89

3.1.1 单模激光的方程 90

3.1.2 输出功率 92

3.1.3 频率和频谱 107

3.2 独立波在吸收饱和中的谐振 116

3.2.1 试探的逆向激光波方法 118

3.2.2 不同频率的逆向激光波 123

3.2.3 不同偏振的激光波 125

3.2.4 空间分离的激光波 126

3.3 受激粒子的密度谐振 134

3.3.1 二能级原子和振转分子跃迁中的谐振 135

3.3.2 荧光室方法和有关方法 140

3.4.1 两个轴向模的相互作用 144

3.4 模相互作用的谐振效应 144

3.4.2 环形激光中两个反向行波的相互作用 148

参考文献 153

第四章 无多普勒加宽的双光子跃迁的窄谐振 161

4.1 双光子吸收 162

4.1.1 跃迁几率和选择定则 163

4.1.2 在两反向光行波中气体的双光子谐振线形 168

4.1.3 双光子谐振的功率位移和功率加宽 175

4.1.4 原子跃迁的双光子谐振 180

4.1.5 分子跃迁的双光子谐振 182

4.2 气体中无多普勒加宽的喇曼散射 184

4.3 谐振荧光的谱线线形 186

参考文献 189

第五章 耦合多普勒加宽跃迁的非线性谐振 193

5.1 双量子和步级跃迁 197

5.2 TLS的基本方程 202

5.2.1 几率振幅方程 204

5.2.2 三能级原子的密度矩阵方程 207

5.2.3 三能级图式中的跃迁几率 211

5.3 气体中耦合跃迁线形 215

5.3.1 远离谐振（？,γ）时的辐射线形 217

5.3.2 谐振时弱场中的吸收线形 220

5.3.3 强场 224

5.4 三能级系统中研究谐振现象的方法 228

5.4.1 自发发射中的谐振 229

5.4.2 感生跃迁上的谐振 232

5.4.3 模交叉谐振 235

5.5.1 跃迁的选择 237

5.5 受激喇曼散射（SRS）的研究 237

5.5.2 观测谐振SRS的实验描述 238

5.5.3 谐振SRS的线形 241

5.5.4 谐振SRS的偏振特性 242

5.6 驻波场中受激喇曼散射饱和时的谐振 244

5.7 耦合的邻近跃迁的兰姆凹陷、交叉谐振 249

参考文献 253

第六章 光谱学中的非线性窄谐振 257

6.1 非线性谐振的分辨率 258

6.1.1 吸收饱和谐振 258

6.1.2 竞争谐振 262

6.1.3 在双量子跃迁辐射宽度内的光谱学 265

6.1.4 激光辐射有限线宽的影响 267

6.2 窄谐振的极限分辨率 268

6.2.1 碰撞的影响 269

6.2.2 飞行效应对兰姆凹陷线形的影响 273

6.2.3 减小平均飞行宽度的方法 277

6.2.4 分辨率不受有限飞行时间限制的非线性光谱学的能力 284

6.2.5 二阶多普勒效应对谐振线形的影响 292

6.3 非线性光谱学方法的信息容量 293

6.4 非线性激光光谱学方法的灵敏度 294

6.4.1 方法的灵敏度比较 294

6.4.2 方法的极限灵敏度 295

参考文献 297

第七章 非线性原子激光光谱学 300

7.1 自然宽度和能级寿命的测量 300

7.2 非线性谐振的碰撞加宽 310

7.2.1 主要实验结果 310

7.2.2 碰撞机制 314

7.2.3 用TLS方法研究单个能级上的弛豫过程 320

7.3 能级结构的研究 327

7.3.1 同位素结构 327

7.3.2 塞曼和斯塔克效应的研究 330

7.3.3 禁戒跃迁光谱学 334

参考文献 338

第八章 非线性分子激光光谱学 341

8.1 能级结构的研究 342

8.1.1 分子的电子振转跃迁 343

8.1.2 超精细结构 344

8.1.3 振转跃迁上的斯塔克和塞曼效应 347

8.1.4 转动常数和同位素位移的拍测量 352

8.2 振转跃迁上谐振的碰撞加宽 353

8.2.1 吸收谱线轮廓的碰撞加宽 353

8.2.2 非线性谐振的加宽 354

8.2.3 低压下振转跃迁的均匀饱和 358

8.2.4 谐振宽度与压力的非线性关系 362

8.2.5 谐振的碰撞加宽与气体密度的关系 363

8.3 谐振用于研究非弹性碰撞 368

8.4 应用分子光谱学 371

参考文献 372

第九章 量子电子学中的非线性窄谐振 377

9.1 用非线性吸收选模 377

9.1.1 纵模 377

9.1.2 横模 380

9.2 窄增益谱线的产生 384

9.2.1 二能级系统的窄增益谐振 385

9.2.2 三能级系统的窄增益谐振 389

9.3 用窄谐振进行激光频率稳定 393

9.3.1 非线性内吸收室的方法 395

9.3.2 非线性外吸收室的方法 405

9.3.3 非线性吸收室方法的改进 407

9.3.4 双模运转的频率稳定 411

参考文献 413

第十章 实验物理学中的非线性窄谐振 418

10.1 基本物理常数的测量 418

10.1.1 光速 419

10.1.2 里德伯常数和氢原子的跃迁频率 422

10.1.3 电子偶素原子中的光学跃迁 427

10.1.4 基本常数恒定性的实验检验 430

10.2 量子和相对论效应 432

10.2.1 二阶多普勒效应 432

10.2.2 反冲效应 435

10.2.3 质能关系 439

10.2.4 左旋和右旋分子的能级分裂 442

10.3.1 光跃迁与核跃迁之间的联系 444

10.3 无多普勒加宽的激光γ波谱学 444

10.3.2 原子中的电子-核跃迁 447

10.3.3 分子-核跃迁 449

10.3.4 γ和光学双共振 453

10.3.5 2γ湮没辐射的激光感生窄谐振 455

10.3.6 激光核波谱学的一些展望 459

10.4 具有叠加吸收线的原子和分子的选择激发 461

参考文献 463

第十一章 结论 468

名词索引 470