大约二十年前，具有相干光谱特征的超快二维红外光谱方法在实验上得以实现。自此之后，二维红外光谱在实验与理论两方面都得到了突飞猛进的发展，形成了一个仍然处于不断完善之中的前沿光谱方法学，并在化学、物理学、生物学和材料等学科展开了许多有趣的应用研究，取得了令人瞩目的成果。本书涵盖了超快二维红外光谱领域的近期发展的多个方面，具有一定的代表性，涉及振动回波光谱交换、红外拉曼光谱、时间分辨的和频生成，以及二维红外光谱等方法，并给出了最新的实验进展和结果。全书14章，每一章都包括了对应主题的背景、研究方法细节，以及当前研究热点的分析。该书的编者是业内的顶尖专家，对于刚涉足该领域的学者、领域内的专家，以及想进一步了解某一特定研究方法的人员，该书都能够提供极为专业的参考。
第1章 振动回波化学交换光谱
1.1 引言
1.2 2D IR振动回波和化学交换实验
1.3 溶质-溶剂复合物体系
1.4 蛋白质亚态互变现象
1.5 围绕碳-碳单键的异构化
1.6 离子-水的氢键交换
1.7 结束语
参考文献
第2章 氢键二聚体和碱基对的超快振动动力学
2.1 引言
2.2 氢键结构和动力学的振动探针
2.3 溶液中的氢键二聚体和核酸碱基对
2.4 人工合成DNA 螺旋中的碱基对
2.5 结论和展望
参考文献
第3章 水的再取向和超快红外光谱学
3.1 概述
3.2 引言：水的再取向
3.3 跳跃再取向机制：体相水
3.4 盐的水溶液
3.5 双亲溶质近邻的水
3.6 总结性评论
参考文献
第4章 含水体系的飞秒振动光谱
4.1 引言
4.2 非线性振动光谱
4.3 纯液态水的动力学
4.4 盐水溶液
4.5 水与质子和氢氧根离子的相互作用
4.6 水与溶解分子之间的相互作用
4.7 纳米限域水
4.8 结论和展望
参考文献
第5章 氢键溶剂体系中振动态的溶剂化动力学：应用三脉冲红外光子回波法研究振动频率涨落
5.1 概述
5.2 理论：三脉冲红外光子回波
5.3 布居弛豫和取向弛豫
5.4 氢键溶剂体系中的光谱扩散
5.5 振动频率涨落的分子图像
5.6 荧光动态斯托克斯位移的溶剂动力学研究
5.7 小结
参考文献
第6章 简并振动态的极化各向异性
6.1 前言
6.2 简并振动模
6.3 泵浦-探测光谱的偏振特性
6.4 长时间各向异性概述
6.5 简并能级的泵浦探测与2D IR各向异性之间的关系
6.6 各向异性的等待时间依赖性
6.7 瞬态吸收效应
6.8 三重简并态的各向异性
6.9 各向异性与光谱的分离
6.10 相干转移效应
6.11 简并振动跃迁各向异性实例
6.12 各向异性的分子描述
6.13 理论模拟
6.14 激子的各向异性
6.15 简并振动跃迁中极化效应概述
参考文献
第7章 偏振控制的手性光学和2D 光谱
7.1 引言
7.2 线性手性光学光谱
7.3 偏振控制的2D光学光谱
7.4 手性2D光谱
7.5 总结与若干结论
参考文献
第8章 材料中电子过程的超快红外探测法
8.1 引言
8.2 实验方法
8.3 与振动频率相关的分子的形态及组成
8.4 新兴光伏材料中的电子过程
8.5 结论及未来方向
第9章 液体中的振动能量和分子温度计：超快红外-拉曼光谱学
9.1 引言
9.2 红外-拉曼测量设备
9.3 压力和温度阶跃
9.4 红外-拉曼和红外-泵浦探测
9.5 多原子(液体或固体)分子中的振动能路线图
9.6 水中振动激发导致的氢键破坏
9.7 激光烧蚀引发的水的长时间界面振动
9.8 生物构成要素中的振动能
9.9 苯和全氘苯的振动能量量热法
9.10 总结和结论
参考文献
第10章 利用时间分辨和频光谱研究液体界面的超快过程
10.1 引言
10.2 理论考虑
10.3 实验技术
10.4 界面溶剂化动力学
10.5 界面电子转移
10.6 界面取向运动
10.7 结论与展望
参考文献
第11章 通过弛豫辅助2D IR 光谱学研究分子中的能量输运
11.1 简介
11.2 双频2D IR测量
11.3 弛豫辅助2D IR：新结构的报告者
11.4 由RA2D IR研究原子尺度能量输运
11.5 在更大光谱范围内的2D IR和RA 2D IR测量
11.6 结论
参考文献
第12章 蛋白质2D IR 光谱导论
12.1 导论
12.2 背景
12.3 实验方法
12.4 理论
12.5 蛋白质2D IR光谱实例
12.6 总结与展望
参考文献
第13章 生物分子中振动激子2D IR 光谱的准粒子法：分子动力学模拟与随机模拟方法
13.1 引言
13.2 振动哈密顿和2D IR信号
13.3 分子动力学模拟
13.4 哈密顿涨落随机动力学
13.5 结论和未来展望
参考文献
第14章 胰淀素溶液和纤维的超快红外光谱
14.1 引言
14.2 频率图的发展
14.3 在酰胺I带区域蛋白质IR谱计算的理论方案
14.4 理论方案的验证
14.5 hIAPP的溶液结构
14.6 2D IR光谱反映hIAPP纤维中的稳定β-折叠结构
14.7 总结
参考文献
Michael D. Fayer，斯坦福大学化学教授，美国国家科学院院士及美国科学艺术研究院院士。1974年于加州大学伯克利分校获得化学博士学位。多年来，Fayer教授一直致力于超快非线性激光技术在复杂分子体系中的研究和应用。他的研究极大地推动了超快非线性激光技术及相干光谱技术的发展，如瞬态光栅、光子回波、红外振动回波等，其研究成果已成为业内研究快速分子进程、分子间相互作用及复杂分子体系结构等的有力工具。其著作对于现代物理化学、生物物理学和材料科学的影响至深，其分子体系动力学及分子体系交互研究方法在世界范围内通用。作者曾多次荣获各项靠前大奖，如由美国物理学会颁发的肖洛奖、由美国光学学会颁发的利平科特奖、由美国化学学会颁发的威尔逊奖等。
