光聲光譜檢測基本原理
用一束強度可調製的單色光照射到密封於光聲池中的樣品上,樣品吸收光能,並以釋放熱能的方式退激,釋放的熱能使樣品和周圍介質按光的調製頻率產生周期性加熱,從而導致介質產生周期性壓力波動,這種壓力波動可用靈敏的微音器或壓電陶瓷傳聲器檢測,並通過放大得到光聲信號,這就是光聲效應。若入射單色光波長可變,則可測到隨波長而變的光聲信號圖譜,這就是光聲光譜。若入射光是聚焦而成的細束光並按樣品的x-y軸掃描方式移動,則能記錄到光聲信號隨樣品位置的變化,這就是光聲成像技術。儀器
光聲光譜的設備及其原理如圖所示。入射光為強度經過調製的單色光,光強度調製可用切光器。光聲池是一封閉容器,內放樣品和傳聲器。圖中所示的是固體樣品,樣品周圍充以不吸收光輻射的氣體介質,如空氣。若是液體或氣體樣品,則用樣品充滿光聲池。傳聲器應很靈敏,對於氣體樣品,電容型駐極體傳聲器比較適宜,它配以電子檢測系統可測10-6℃的溫升或10-9焦/(厘米3·秒)的熱量輸入。對於液體和固體樣品,最好採用與樣品緊密接觸的壓電陶瓷檢測器。 【注】因無法顯示小標字,上文中“10-6℃”表示10的負6次方度;“10-9焦”表示10的負9次方焦爾;“厘米3”表示立方厘米。光聲腔
光聲腔是光聲光譜檢測儀器中最為核心的部分。它是一個裝有傳聲器、放置被測樣品的密閉腔體。其實質就是“光-熱-聲”的轉換器。
設計光聲器一般要求:
1,良好的聲禁止,沒有外界噪音的干擾。
2,儘量避免雷射與池壁或者感測器的直接作用,以減少噪音。
3,儘可能增強樣本的輻射光強,或池內的聲音共振,提高信噪比。