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光聲光譜技術(shù)(PAS)是基于光聲(PA)效應(yīng)的一種光譜技術(shù)。早在1880年，Bell就通過(guò)通訊實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了光聲效應(yīng)并做了報(bào)道，但因理論與技術(shù)的限制此后半個(gè)多世紀(jì)光聲效應(yīng)的應(yīng)用未能得到發(fā)展，直到激光的問(wèn)世光聲效應(yīng)的應(yīng)用才得以迅速發(fā)展。光聲光譜氣體分析儀具有高檢測(cè)靈敏度，快時(shí)間響應(yīng)，可連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，小體積，可實(shí)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(yīng)用于石化分析、空氣污染檢測(cè)、煤礦瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測(cè)、變壓器油中溶解氣體分析等，下面講講光聲效應(yīng)原理和光聲光譜介紹：
1、光聲效應(yīng)原理：
光聲效應(yīng)是物理學(xué)術(shù)語(yǔ)，當(dāng)物質(zhì)受到周期性強(qiáng)度調(diào)制的光照射時(shí)，產(chǎn)生聲信號(hào)的現(xiàn)象。用光照射某種媒質(zhì)時(shí)，由于媒質(zhì)對(duì)光的吸收會(huì)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(jié)構(gòu)和體積變化；當(dāng)采用脈沖光源或調(diào)制光源時(shí)，媒質(zhì)溫度的升降會(huì)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(chēng)為光聲效應(yīng)。
類(lèi)似于交變電壓作用于壓電陶瓷片上產(chǎn)生電致伸縮，帶動(dòng)空氣產(chǎn)生聲波一樣，交變的光照作用于媒質(zhì)，也會(huì)引起媒質(zhì)體積的變化，從而向外輻射聲波。
光聲效應(yīng)描述的是光與物質(zhì)之間的相互作用，即當(dāng)一束調(diào)制或脈沖激光照射到組織樣品上時(shí)，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(zhuǎn)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?chē)某曁綔y(cè)器所接收。在入射激光波長(zhǎng)不斷改變的過(guò)程中，探測(cè)器所接收到的光聲信號(hào)的強(qiáng)弱也將會(huì)隨著吸收體的吸收譜發(fā)生對(duì)應(yīng)的改變，從而獲得相應(yīng)的光聲信號(hào)譜。這種光能轉(zhuǎn)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(cè)物質(zhì)的熱學(xué)性質(zhì)(導(dǎo)熱性、熱擴(kuò)散率、比熱等)及光譜學(xué)性質(zhì)，因此，能夠通過(guò)對(duì)光轉(zhuǎn)換成聲的能力大小的探測(cè)來(lái)確定物質(zhì)的熱學(xué)性質(zhì)和光譜學(xué)性質(zhì)。
2、光聲光譜：
當(dāng)物質(zhì)吸收光受到激發(fā)后，返回初始態(tài)可通過(guò)輻射或有或無(wú)的躍遷。前一過(guò)程產(chǎn)生熒光或磷光，后一過(guò)程則產(chǎn)生熱。因?yàn)槲展鈴?qiáng)呈周期性變化，容器內(nèi)壓力漲落也呈周期性。當(dāng)試樣是氣體或液體時(shí)，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(hào)經(jīng)同步放大得到的電信號(hào)為光聲信號(hào)。若將光聲信號(hào)作為入射光頻率的函數(shù)記錄下來(lái)，就可獲得光聲光譜圖。
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