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目录1

第一章 光谱技术1

§1.1 常用的光谱仪2

§1.1.1 概论2

§1.1.2 棱镜光谱仪9

§1.1.3 光栅光谱仪15

§1.2 干涉光谱仪29

§1.2.1 法布里-珀罗干涉仪29

§1.2.2 傅里叶变换光谱仪38

§1.3 激光光谱技术45

§1.3.1 激光器45

§1.3.2 激光吸收光谱50

§1.3.3 高分辨本领光谱51

§1.3.4 高时间分辨光谱52

§1.3.5 激光微区光谱分析55

§1.3.6 激光雷达56

§1.3.7 激光光-声光谱57

参考文献58

第二章 电子显微术59

§2.1 引言59

§2.2 电子枪与磁透镜60

§2.2.1 电子枪61

§2.2.2 磁透镜62

§2.3 透射电子显微术（TEM）68

§2.3.1 阿贝成象原理68

§2.3.2 透射电镜的结构及光路图69

§2.3.3 电子衍射几何学（运动学）72

§2.3.4 衍衬象的成象原理84

§2.3.5 透射电镜薄膜样品的制备105

§2.4 扫描电子显微术（SEM）107

§2.4.1 扫描电镜工作原理107

§2.4.3 扫描电镜的性能108

§2.4.2 扫描电镜的结构108

§2.4.4 扫描电镜的工作模式、衬度机制112

§2.4.5 扫描电镜样品制备117

§2.5 高分辨电子显微象的成象原理118

§2.5.1 成象系统作为空间不变（等晕）线性系统119

§2.5.2 电子波的传播与菲涅耳传播因子120

§2.5.3 磁透镜的傅氏变换性质及其振幅传递函数121

§2.5.4 弱相位体象和电荷密度投影象126

§2.5.5 多层法的物理基础131

§2.6 电子显微术的新发展133

§2.6.1 分析电子显微术（AEM）133

§2.6.2 超高压电子显微术（HVEM）139

§2.6.3 扫描隧道显微术（STM）140

参考文献142

§3.1 物理基础144

§3.1.1 抽气的概念144

第三章 真空技术144

§3.1.2 真空度与压强147

§3.1.3 气体与固体表面的相互作用——吸附和脱附与真空的关系152

§3.1.4 气体的流动 流量与流导156

§3.1.5 真空系统的抽气方程159

§3.2 真空泵161

§3.2.1 真空泵分类161

§3.2.2 真空泵的性能指标162

§3.2.3 机械泵163

§3.2.4 罗茨（Roots）泵167

§3.2.5 油扩散泵168

§3.2.6 涡轮分子泵171

§3.2.7 吸附泵175

§3.2.8 钛升华泵178

§3.2.9 溅射离子泵180

§3.2.10 冷凝泵184

§3.3.2 真空计的主要性能指标188

§3.3.1 真空计分类188

§3.3 真空计188

§3.3.3 热导真空计——热电偶真空计与电阻真空计189

§3.3.4 电离真空计194

§3.4 真空系统207

§3.4.1 真空系统的性能指标207

§3.4.2 各种常用真空机组208

参考文献212

第四章 低温物理实验技术214

§4.1 低温的获得及低温液体的使用214

§4.1.1 气体的液化215

§4.1.2 低温液体及其使用220

§4.1.3 IK以下超低温技术的概述225

§4.2 低温温度的获得、控制及低温恒温器227

§4.2.1 低温液体的减压降温及控温227

§4.2.2 中间温度的获得与控制229

§4.2.3 低温恒温器233

§4.3 超导电技术242

§4.3.1 超导体的基本性质243

§4.3.2 超导材料和超导磁体246

§4.3.3 超导量子干涉仪（SQUID）252

§4.3.4 高临界温度超导体258

§4.4 低温物理实验技术应用简介260

参考文献261

第五章 微波原理与测量263

§5.1 引言263

§5.2 电磁场理论266

§5.2.1 麦克斯韦方程、边界条件、波动方程266

§5.2.2 矩形波导管中的主型波——TE10波269

§5.2.3 波导管和同轴线275

§5.2.4 谐振腔279

§5.3 等效电路理论283

§5.3.1 传输线方程和它的解283

§5.3.2 传输线的工作状态285

§5.3.3 传输TE10波的矩形波导管与双线的等效性291

§5.3.4 谐振腔的等效电路292

§5.4 微波信号源和微波元件299

§5.4.1 小功率微波振荡器299

§5.4.2 微波信号源302

§5.4.3 常用的微波元件303

§5.4.4 铁氧体的微波特性和非互易器件304

§5.5 微波测量方法306

§5.5.1 驻波测量306

§5.5.2 功率测量309

§5.5.3 频率测量310

§5.5.4 谐振腔Q值的测量311

§5.6 微波作为重要的科研手段312

§5.6.1 用驻波法测量介质的介电常数和磁导率312

§5.6.2 用谐振腔法测量介质的介电常数和磁导率315

§5.6.3 用谐振腔法研究微波磁共振318

§5.6.4 用微波法测定铁氧体材料的磁晶各向异性常数和饱和磁化强度320

参考文献322

第六章 磁性测量323

§6.1 引言323

§6.2 磁场的测量323

§6.2.1 磁通法324

§6.2.2 霍耳效应法329

§6.2.3 核磁共振法331

§6.2.4 弱磁场的测量335

§6.3 静态及动态磁性的测量341

§6.3.1 积分器法341

§6.3.2 振动样品磁强计（VSM）344

§6.3.3 磁天平348

§6.3.4 交流电桥352

§6.4 研究微观磁结构的几种方法356

§6.4.1 中子衍射357

§6.4.2 核磁共振（NMR）362

§6.4.3 穆斯堡尔效应367

参考文献373

第七章 传感器374

§7.1 总论374

§7.2 光传感器的种类及光传感器的主要参数376

§7.2.1 响应度376

§7.2.2 光谱响应范围377

§7.2.3 响应时间377

§7.2.4 噪声等效功率和可探测率379

§7.2.5 线性度381

§7.3 紫外至红外的量子探测器382

§7.3.1 光电倍增管382

§7.3.2 光电导器件397

§7.3.3 结型光探测器401

§8.4.1 信号平均404

§8.4 重复信号的时域平均404

§7.3.4 雪崩光电二极管406

§7.3.5 电荷耦合器件（CCD）407

§7.4 热探测器409

§7.4.1 探测器的温升409

§7.4.2 测辐射热器410

§7.4.3 温差电偶与温差电堆412

§7.4.4 高莱池413

§7.4.5 热释电探测器414

§7.5 相干或外差探测418

§7.6 其他探测器421

§7.6.1 温度传感器421

§7.6.2 磁传感器424

§7.6.3 压力传感器425

§7.6.4 气敏传感器428

参考文献429

附录 各种光电探测器的性能431

§8.1 引言432

第八章 微弱信号检测技术432

§8.2.1 噪声及等效噪声带宽433

§8.2 微弱信号检测基础433

§8.2.2 信号和信噪比440

§8.2.3 前置放大器的噪声系统441

§8.2.4 接地与屏蔽449

§8.3 相干检测——锁定放大器450

§8.3.1 概述450

§8.3.2 相干检测原理452

§8.3.3 锁定放大器457

§8.3.4 近代锁定技术462

§8.3.5 仪器实例和应用472

§8.3.6 数字相敏检测480

§8.4.2 Boxcar平均器——扫描型信号平均技术487

§8.4.3 多点信号平均器——数字平均技术495

§8.4.4 仪器实例和应用举例500

§8.5 微弱光检测503

§8.5.1 概述503

§8.5.2 光子计数技术的原理504

§8.5.3 现代光子计数技术的进展和应用举例517

§8.5.4 光学多通道分析器519

§8.6 各种微弱信号检测技术的特点比较和选用指南523

参考文献525

第九章 信号的波形测量技术——示波器526

§9.1 概述526

§9.1.1 示波器的功用526

§9.1.2 示波器的分类526

§9.1.3 示波器的发展过程和目前的水平527

§9.2 示波器的基本组成和主要工作特性529

§9.2.1 现代示波器的时间波形显示原理529

§9.2.2 示波器的主要工作特性530

§9.3.1 示波器的触发特性534

§9.3 示波器的多信号显示和双扫描技术534

§9.3.2 多信号显示536

§9.3.3 双扫描技术539

§9.3.4 通用示波器实例544

§9.4 取样示波器546

§9.4.1 取样技术的原理547

§9.4.2 取样示波器的组成及工作原理551

§9.4.3 取样示波器的主要性能指标554

§9.4.4 取样示波器的使用555

§9.4.5 单次取样记录仪559

§9.5 存贮示波器560

§9.5.1 存贮示波管的工作原理560

§9.5.2 存贮示波器的工作特性565

§9.6 数字存贮示波器568

§9.6.1 DSO的基本工作原理及分类568

§9.6.2 DSO的基本特性及主要指标570

参考文献572

第十章 数字化测量技术573

§10.1 数字频率计575

§10.1.1 数字频率计的工作原理575

§10.1.2 数字频率计的测量误差577

§10.2 数-模转换579

§10.2.1 权电阻D/A转换器579

§10.2.2 梯形电阻D/A转换器580

§10.2.3 串行D/A转换器583

§10.2.4 斜坡式D/A转换器584

§10.2.5 D/A转换器的性能指标585

§10.3 模-数转换586

§10.3.1 取样、保持587

§10.3.2 并联直接比较型A/D转换器588

§10.3.3 随动跟踪型A/D转换器590

§10.3.4 逐次逼近型A/D转换器591

§10.3.5 斜坡电压比较型A/D转换器592

§10.3.6 双斜式V-T转换型A/D转换器594

§10.3.7 电荷平衡式V-f变换型A/D转换器596

§10.4 模-模转换598

§10.4.1 AC/DC电压的转换598

§10.4.2 欧姆-电压（Ω-V）转换602

§10.4.3 相位-电压（ψ-V）转换605

§10.5 A/D、D/A转换的应用607

§10.5.1 ？位数字万用表607

§10.5.2 双积分、三次采样的高精度数字电压表613

参考文献614

第十一章 微机的接口及其应用616

§11.1 微机在实验中的应用简介616

§11.1.1 概述616

§11.1.2 微机接口系统的基本概念617

§11.2 微机的输入／输出619

§11.2.1 CPU对I/O设备的寻址方式619

§11.2.2 I/O设备与微机间的数据传送方式620

§11.2.3 标准接口芯片623

§11.2.4 标准接口总线624

§11.3 模-数（A/D）转换通道和数-模（D/A）转换通道627

§11.3.1 采样-保持（S/H）电路627

§11.3.2 模拟量多路开关628

§11.3.3 电平转换、匹配电路和低通滤波电路629

§11.3.4 A/D转换器与CPU的连接630

§11.3.5 数据采集系统的误差分析633

§11.3.6 D/A转换器与CPU的连接634

§11.3.7 ADA-168A/D、D/A转换板636

§11.4 微机应用实例640

§11.4.1 光学频谱分析仪的数据采集系统640

§11.4.2 连续扫描光谱仪的控制系统643

§11.4.3 真空镀膜的温度自动控制系统647

§11.4.4 智能仪器650

参考文献653

索引655