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光聲光譜技術(PAS)是基于光聲(PA)效應的一種光譜技術。早在1880年，Bell就通過通訊實驗發(fā)現(xiàn)了光聲效應并做了報道，但因理論與技術的限制此后半個多世紀光聲效應的應用未能得到發(fā)展，直到激光的問世光聲效應的應用才得以迅速發(fā)展。光聲光譜氣體分析儀具有高檢測靈敏度，快時間響應，可連續(xù)實時監(jiān)測，小體積，可實現(xiàn)多組分氣體等優(yōu)業(yè)，光聲光譜氣體分析儀被廣泛應用于石化分析、空氣污染檢測、煤礦瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測、變壓器油中溶解氣體分析等，下面講講光聲效應原理和光聲光譜介紹：
1、光聲效應原理：
光聲效應是物理學術語，當物質(zhì)受到周期性強度調(diào)制的光照射時，產(chǎn)生聲信號的現(xiàn)象。用光照射某種媒質(zhì)時，由于媒質(zhì)對光的吸收會使其內(nèi)部的溫度改變從而引起媒質(zhì)內(nèi)某些區(qū)域結構和體積變化；當采用脈沖光源或調(diào)制光源時，媒質(zhì)溫度的升降會引起媒質(zhì)的體積漲縮，因而可以向外輻射聲波。這種現(xiàn)象稱為光聲效應。
類似于交變電壓作用于壓電陶瓷片上產(chǎn)生電致伸縮，帶動空氣產(chǎn)生聲波一樣，交變的光照作用于媒質(zhì)，也會引起媒質(zhì)體積的變化，從而向外輻射聲波。
光聲效應描述的是光與物質(zhì)之間的相互作用，即當一束調(diào)制或脈沖激光照射到組織樣品上時，位于組織體內(nèi)的吸收體在吸收光能后出現(xiàn)局部熱膨脹，從而產(chǎn)生超聲波將光能轉換成聲能，形成外傳超聲波，這種超聲波容易被置于組織體周圍的超聲探測器所接收。在入射激光波長不斷改變的過程中，探測器所接收到的光聲信號的強弱也將會隨著吸收體的吸收譜發(fā)生對應的改變，從而獲得相應的光聲信號譜。這種光能轉換成聲能的能力，不僅取決于光子特性，而且也體現(xiàn)了被測物質(zhì)的熱學性質(zhì)(導熱性、熱擴散率、比熱等)及光譜學性質(zhì)，因此，能夠通過對光轉換成聲的能力大小的探測來確定物質(zhì)的熱學性質(zhì)和光譜學性質(zhì)。
2、光聲光譜：
當物質(zhì)吸收光受到激發(fā)后，返回初始態(tài)可通過輻射或有或無的躍遷。前一過程產(chǎn)生熒光或磷光，后一過程則產(chǎn)生熱。因為吸收光強呈周期性變化，容器內(nèi)壓力漲落也呈周期性。當試樣是氣體或液體時，其本身就是壓力介質(zhì)。由于調(diào)制光的頻率一般位于聲頻范圍內(nèi)，所以這種壓力漲落就成為聲波，從而能被聲敏元件所感知。聲敏元件所感知的聲波信號經(jīng)同步放大得到的電信號為光聲信號。若將光聲信號作為入射光頻率的函數(shù)記錄下來，就可獲得光聲光譜圖。
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