光电子能谱

光电子能谱学是光电子能谱学的延伸光电效应（看到辐射:光电效应)，首先由爱因斯坦1905年，原子以及所有能态的分子。这项技术包括用辐射从高能量单色源和后续弹射电子动能的测定。源能量，hν，与被发射电子的能量有关，(¹/₂）米_ev²,在那里米_e是电子质量和v是电子速度,通过hν = (¹/₂）米_ev²+ Φ，其中Φ是电离能当轰击辐射的能量超过电离能时，多余的能量会以的形式传递给被喷射的电子动能．通过了解来源频率通过测量被弹射电子的动能，可以确定系统中每个ao或mo中电子的电离能。这个方法用于补充从电子吸收光谱中获得的数据，在某些情况下提供了由于选择规则而不能从电子光谱中获得的信息。

激光光谱学

如上所述，本发明及其后续发展激光开辟了光谱学的许多新领域。虽然所研究的基本过程仍然是旋转、振动和电子能谱，但该工具提供了许多研究这些现象的新方法，并允许获得以前无法获得的数据。为了说明激光在光谱学中的性质和效用，有限的数量将被审查。

激光本质上提供了一个由相对少量的窄带跃迁组成的输出。虽然这些高强度的光源可以提供对某些有限类型的光谱研究有用的辐射，但高强度的光源可调窄带源需要用于传统的高分辨率光谱研究。类提供了这种类型的源染料激光器在这个过程中，激光发射产生于染料分子的衰变，这些染料分子通过应用强烈的二次激光信号被激发成大量紧密间隔的振动电子(旋转-振动-电子)能级泵)．染料激光器可以在330到1250纳米范围内的有限区域内提供辐射。通过改变染料和泵源，可以改变辐射所覆盖的区域。因此，在通常观察到电子光谱的区域中存在着本质上连续的可调谐源。虽然没有在所有感兴趣的光谱范围内具有连续可调性的激光器，但通过使用固定频率激光器并通过对样品施加电场或磁场来改变能级，可以观察分子能级之间的跃迁。其他技术如荧光观察，解离，多重光子吸收和加倍共振都习惯了增强灵敏度和规避缺乏可调性。虽然使用传统的光谱方法通常采用已建立的光谱仪和技术设计，但使用激光往往需要开发新的和巧妙的实验方法来提取所需的光谱信息。

Doppler-limited光谱学

除了专门设计的分子束光谱仪外，分子吸收跃迁的线宽受光谱的限制多普勒效应．除了一些非常昂贵的傅里叶变换仪器外，传统光谱仪的分辨率通常被限制在观测线宽远远超过多普勒宽度的水平。具有极窄带宽和高强度的可调谐激光源通常可实现多普勒线宽度(0.001-0.05纳米)量级的分辨率。设计激光吸收光谱仪(图10)是有利的单色仪是必需的，因为跃迁的吸收系数可直接由辐射束通过样品所产生的光电二极管电流的差值(我₁)和由参考光束(我₂)．此外，激光源的高功率，并发它们的频率和强度稳定，消除了探测器噪声问题。由于检测光谱跃迁的灵敏度随着分辨率的增加而增加，激光光谱仪本质上比传统的宽带源类型更敏感。激光束极窄的特性允许它在没有空间扩散和干扰的情况下通过样品进行多次反射，从而提供了很长的吸收路径长度。激光可以高频率稳定和精确测量，十分之一⁸被常规地实现。源信号的一小部分可以转移到干涉仪和一系列产生的频率标记，并放置在谱吸收线的记录上。激光可以在微秒的时间尺度上在几个波数的范围内进行调谐，使激光光谱仪成为探测和测量的理想仪器描述化学反应中短命的中间物种。激光光谱仪为研究荧光而且磷光．高光源强度能够在荧光物种中产生更大的上层状态种群。源的窄频带为所填充的上态提供了更大的能量选择性。