光声光谱法简介'
光声光谱-贾琰
1、光声光谱的概念
光生光谱技术： 基本原理是光声效应。它是光谱技术与量热技术结 合的产物，由于光声效应中产生的声能直接正比于 物质吸收的光能，而不同成分的物质在不同光波波 长处出现吸收峰值，因此当具有多谱线（或连续光 谱）的光源以不同波长的光束相继照射样品时，样 品内不同成分的物质将在与各自的吸收峰相对应的 光波波长处产生光声信号极大值，由此得到光声信 号随光波波长改变的曲线称为光声谱。
光栅构成激光器 的谐振腔。 腔内光束既是激 光器振荡谱线 又是被测样品 的激发光束。
皮秒光声光谱仪
三倍频激光：335nm
两倍频激光：530nm
非激光光源光声光谱仪
—双光束紫外可见分光光度计
3、光声光谱的应用
用于大气检测：
图(a)1、5、6、8、11是NO的吸 收峰，其他的是H2O的吸收峰。 图（b）为汽车尾气中采集试样 的光声谱。 还可以检测出爆炸物硝化甘油、 乙二醇二硝酸酯及二硝基甲苯蒸 气的灵敏度为2.8*10-4ppm、 1.5ppm和16ppm。 此外还有54ppb的乙烯、10ppb的 NH3、70ppb的O3以及0.1ppb的SO2 等气体的含量。
1、光声光谱的概念
光生光谱技术的特点： 1、灵敏度高，可测出10-10-10-8cm-1量级微弱 光信号的吸收系数。 2、适用范围广，不仅适于测量高散射样品、 不透光样品、弱吸收样品和低浓度样品，而 且样品无论是液态、气态、固态、薄膜、粉 末或纤维均可测量。 3、样品本身就是光声信号的检测器，不必借 助光检测器。
光声光谱技术原理
光学工程 贾琰 6121203003
主要内容
1、光声光谱的概念 2、光声光谱检测的基本原理 3、光声光谱的应用
1、光声光谱的概念
光声效应： 光声效应是在1880年由A.G.贝尔发现的。 当物质受到光照射时，物质因吸收光能而受激发， 通过非辐射消除激发的过程使吸收的光能（全部或 部分）转变为热。如果照射的光束经过周期性的强 度调制，则在物质内产生周期性的温度变化，从而 使这部分物质及其邻近媒质热胀冷缩而产生应力 （或压力）的周期性变化，从而产生声信号，形成 声波。本质是能量转换。
光声效应与光声光谱
光声效应光声效应是在1880年由A.G.贝尔发现的。
机理：当物质受到光照射时,物质因吸收光能而受激发，然后通过非辐射消除激发的过程使吸收的光能（全部或部分）转变为热。
如果照射的光束经过周期性的强度调制，则在物质内产生周期性的温度变化，使这部分物质及其邻近媒质热胀冷缩而产生应力（或压力）的周期性变化，因而产生声信号，此种信号称光声信号。
光声信号的频率与光调制频率相同，其强度和相位则决定于物质的光学、热学、弹性和几何的特性。
光声光谱技术。
由于光声效应中产生的声能直接正比于物质吸收的光能，而不同成分的物质在不同光波波长处出现吸收峰值，因此当具有多谱线（或连续光谱）的光源以不同波长的光束相继照射样品时，样品内不同成分的物质将在与各自的吸收峰相对应的光波波长处产生光声信号极大值，由此得到光声信号随光波波长改变的曲线称为光声谱。
光声光谱实际上代表物质的光吸收谱，因此利用光声效应可以检测物质的组分。
由此研制成功一种新的光谱分析的工具──光声光谱仪，它广泛用于气体及各种凝聚态物质的微量甚至痕量分析。
由于它的检测灵敏度高，特别是由于它对样品材料没有限制，不论透明或不透明、固体或半固体（包括粉末、污迹、乳胶或生物样品等）都可以进行分析，从而成为传统光谱技术的补充和强有力的竞争者。
光声光谱是直接探测无辐射跃迁过程的唯一手段，70年代以来已发展成一个专门的研究领域，研究对象涉及物理、化学、生物、材料等学科，并且能给半导体工业和微电子工业的研究提供一种新的研究和检测手段。
光声光谱直接测量光束与材料相互作用后所吸收的热量，显然，它是光谱技术与量热技术组合。
同传统的光谱技术相比较。
光声光谱技术具有下列特点：（1）直接测量光束与材料相互作用后所吸收的热量；（2）对散射光不敏感；（3）样品本身就是电磁辐射的检测器。
光声光谱技术本身的特点使得它能胜任传统光谱技术难于完成或不能完成的某些工作，如：（1）直接探测无辐射过程，更准确地得到量子效率的数据；（2）因为对散射光不敏感，可以获得强散射物质(如粉末、非晶固体、冻胶和胶体等)的吸收光谱；激发态寿命；甚至完全不透明材料的吸收光谱；（3）因为不依赖于光子检测技术，可以得到弱吸收材料的光谱信息；（4）可以进行各种非波谱学的研究，如测定材料的热学和弹性性质；研究化学反应；测定多层结构和薄膜的厚度等；（5）因为对样品无特殊要求，可以方便地应用于各个领域，如凝聚态物理、化学、生物学、医学研究等；（6）不需光电器件，因而不必改变检测系统就可以在很宽的波长范围工作。
光声光谱ppt
应用二、 应用二、气体检测
变压器油中溶解气体分析是判断油浸式电力变压 器早期潜伏性故障最方便、最有效地方法之一。
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应用三： 应用三：光声成像
在生物组织的光声成像中，通常使用非电离辐射（如激光 或微波脉冲）照射组织。根据光声效应，组织吸收电磁能量并 产生热膨胀，从而激发出兆赫兹级的超声波（光声波）。光声 波携带了组织的电磁吸收分布特性，使用超声换能器探测到光 声波后，就可采用相应的图像重建算法计算出组织内部的电磁 吸收分布图像。 以上过程可分为以下3个步骤：1、脉冲光辐照生物组 织，组织内吸收体吸收光能量；2、基于热弹性机制的光致 超声过程；3、本地光声信号的外传与探测。
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2004 年Yin 和Zeng 等采用多元线性阵列探测器相控聚焦光声成像方法， 实现了高分辨率的模拟组织光声成像。 2005年，英国Kelman公司推出基于光声光谱的变压器油中气体检测分 析仪。同年，Anatoliy A.Kosterev等人应用石英增强光声光谱的方法 （QEPAS），用一个微型的石英音叉代替麦克风，有效地屏蔽了外界 噪声，对氨气的检测灵敏度达到了650ppb。
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光声腔
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光声腔
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应用一： 应用一：样品物理量参数测定
1977年，Adams和Kirkbright，首次采用光声相位 测定了铜片的热扩散率 1978-1980年 Teng.Y.C（美）等，利用光声相位 和振幅信息得到样品的绝对吸光系数 1980年，Quimby R.S等提出利用光声相位测定量 子效率 1983年，Virokuorv，光声相位法测得钢质式样的 热扩散率，并发现相位差主要来源于三个方面。
光声光谱法
光声光谱法背景知识：光声光谱法是一种基于利用声-光耦合现象的方法，介绍了一种可以测量表面或体内不同分子物质的准实时光声光谱分析的技术。
它的优点在于可以快速准确地对分子组成进行测量且效率高，可以用来进行药物、病毒、蛋白质等的快速分析。
一、-光耦合现象光声光谱法基于声-光耦合现象，声-光耦合是一种物理现象，即光线与声波之间存在相互耦合，使得光线可以产生声压，而声波也可以产生光变化。
这种现象可以利用激光对固体表面发出的声波进行测量，并运用光声光谱仪对声波的幅值和频率进行定量测量，从而进行光声光谱分析。
二、声光谱仪光声光谱仪是光声光谱法中必不可少的部分，它以光束或激光束作为源，将所需要测量的表面或体内的分子物质照射进来，随后，根据物质导出的声波的幅值和频率的变化，将其转换为光谱信号，并最后存储到计算机中，完成数据处理。
三、声光谱法的优点光声光谱法相较于常规的光谱分析方法，有如下优点：1.速度，可以准确测量分子的数量和组成，比传统的光谱分析更快。
2.以对不可见的粒子进行测量，用于药物、病毒、蛋白质等领域，可以快速准确地测量分子组成。
3.以用于活体分析，可以研究分子在体内的变化，从而用于药物的研究和病毒的检测。
四、声光谱法的应用1.物领域：光声光谱法可以快速准确测量药物中不同成分物质的量和组成，从而更准确地判断药物的纯度和质量，有助于提高药物的研发质量。
2.毒领域：病毒只能由复杂的有机化学分子组成，而光声光谱法可以快速精准地测量不同病毒物质的量和组成，从而可以准确快速地诊断病毒感染。
3.白质领域：蛋白质是生物体中营养和代谢的重要物质，而光声光谱法可以快速准确地测量不同蛋白质的组成，有助于蛋白质的研究。
五、声光谱法的未来随着光声光谱法技术的发展和改进，光声光谱法的应用将会越来越广泛，可以用于各种药物、病毒、蛋白质等的快速准确测量，有效提高疾病的诊断效率，提高药物的研发质量，并在环境、农业等领域也发挥重要作用。
光声光谱痕量测甲醛与荧光法_解释说明以及概述
光声光谱痕量测甲醛与荧光法解释说明以及概述1. 引言1.1 概述本文旨在对光声光谱痕量测甲醛和荧光法进行解释说明，并比较它们的优劣势。
随着人们对环境污染和健康问题的关注度增加，检测和监测有害物质的能力显得尤为重要。
甲醛是一种常见的有机化合物，被广泛应用于建筑材料、织品、家具等生产过程中，然而其高毒性使得精确检测成为必要。
1.2 文章结构本文共分为五个主要部分，包括引言、光声光谱痕量测甲醛、荧光法解释说明、光声光谱痕量测甲醛与荧光法比较以及结论。
在引言部分，我们将简要介绍文章的目标和组织结构。
1.3 目的本文的目标是探讨光声光谱痕量测甲醛技术和荧光法在检测甲醛方面的原理、方法以及适用范围，并通过比较两者的准确性、操作难易度和经济实用性来评估它们的优劣。
我们希望通过这篇文章能够加深对光声光谱痕量测甲醛和荧光法的理解，为环境监测和健康安全提供可靠的检测手段。
2. 光声光谱痕量测甲醛：2.1 什么是光声光谱痕量测甲醛：光声光谱痕量测甲醛是一种用于检测和分析环境中甲醛含量的技术方法。
甲醛是一种常见的有机物，它广泛应用于工业生产和消费品制造过程中。
然而，高浓度的甲醛会对人体健康造成严重影响，因此准确监测和控制环境中的甲醛含量对于保障人民健康具有重要意义。
2.2 工作原理：光声光谱痕量测甲醛技术是基于声光效应和分子光谱学原理开发的一种方法。
在这个技术中，通过光源激发样品中的甲醛分子，使其产生强化声学信号。
然后使用专门设计的光微机电系统（MEMS）传感器来探测并转换这些声学信号为电信号，并进行后续处理和分析。
这种方法利用了不同物质吸收或散射不同频率、能量的特点，从而实现对甲醛浓度进行精确测量。
2.3 应用领域与优势：光声光谱痕量测甲醛技术在室内空气质量监测、环境保护、卫生安全等领域具有广泛的应用前景。
相比传统的甲醛检测方法，如基于化学反应或色谱等技术，光声光谱痕量测甲醛具有以下优势：首先，该技术对环境和人体无害，不需要使用大量昂贵的试剂和仪器设备。
光声光谱原理与色谱原理的对比分析
光声光谱原理与色谱原理的对比分析一、光声光谱学（PAS，Photo Acoustic Spectroscopy）简介光声光谱学是以光声效应为基础的一种新型光谱分析检测技术。
它是光谱技术与量热技术结合的产物，是 20 世纪 70 年代初发展起来的检测物质和研究物质性能的新方法。
简史：1880 年 A.G.贝尔发现固体的光声效应，1881年他又和 J.廷德尔和 W.K.伦琴相继发现气体和液体的光声效应。
他们将气体密封于池子里，用阳光间断照射池中样品，通过接到池上的一个听筒听到了某种声响。
20 世纪 60 年代以后，由于微信号检测技术的发展，高灵敏微音器和压电陶瓷传声器的出现，强光源(激光器﹑氙灯等)的问世，光声效应及其应用的研究又重新活跃起来。
对大量固体和半导体的光声研究发现，光声光谱是一种很有前途的新技术。
原理：用一束强度可调制的单色光照射到密封于光声池中的样品上，样品吸收光能，并以释放热能的方式退激，释放的热能使样品和周围介质按光的调制频率产生周期性加热，从而导致介质产生周期性压力波动﹐这种压力波动可用灵敏的微音器或压电陶瓷传声器检测，并通过放大得到光声信号，这就是光声效应。
若入射单色光波长可变﹐则可测到随波长而变的光声信号图谱，这就是光声光谱。
在气体分析的应用中，入射光为强度经过调制的单色光，光强度调制可用切光器。
光声池是一封闭容器，内放样品和微音器。
微音器应该很灵敏，对于气体样品，适宜的微音器配以电子检测系统可测 10-6℃的温升或 10-9 焦／（厘米3·秒）的热量输入，能达到很高的灵敏度。
应用：由于光声光谱测量的是样品吸收光能的大小，因而反射光﹑散射光等对测量干扰很小，故光声光谱适用于测量高散射样品﹑不透光样品﹑吸收光强与入射光强比值很小的弱吸收样品和低浓度样品等，而且样品无论是晶体﹑粉末﹑胶体等均可测量，这是普通光谱做不到的。
光声技术是无机和有机化合物﹑半导体﹑金属﹑高分子材料等方面物理化学研究的有力手段，在物理﹑化学﹑生物学﹑医学﹑地质学方面得到广泛应用。
光声光谱的物理学研究和应用
光声光谱的物理学研究和应用光声光谱是一种非常有用的技术，可以用于研究物质的结构和化学成分。
本文将介绍光声光谱的基本原理、实验方法和应用领域。
一、光声光谱的基本原理光声光谱是一种通过光声效应研究物质的结构和化学成分的技术。
在这个过程中，物质被激发产生声波，这些声波被测量并用于确定物质的光学和声学特性。
光声效应是指当物质被短脉冲激发时，吸收能量并产生声波的现象。
这种效应是由于光的吸收和热膨胀引起的。
在光声光谱中，使用激光作为光源，将其聚焦到样品表面，产生短脉冲。
这些光脉冲被吸收并转化为声波，然后被传播到样品内部。
这些声波与样品内部的分子相互作用，并产生其他声波，这些声波可以被测量。
通过对这些声波的测量，可以确定样品的光学和声学特性，从而确定其化学成分和结构。
二、光声光谱的实验方法在进行光声光谱实验时，需要一个光源、一个样品和一个声音传感器。
以下是一个基本的实验流程：准备样品：将要研究的物质准备好，并将其放置在一个透明的容器中。
调整激光：将激光聚焦在样品表面上，并调整其功率和脉冲宽度。
产生声波：激光短脉冲会被样品吸收，并转化为声波。
这些声波会传播到样品内部，并与分子相互作用。
检测声波：通过声音传感器检测产生的声波，并记录其幅度和频率。
分析结果：通过对记录的声波数据进行分析，可以确定样品的光学和声学特性，从而确定其化学成分和结构。
三、光声光谱的应用领域光声光谱是一种非常有用的技术，可以用于研究各种不同类型的物质。
以下是一些光声光谱的应用领域：医学诊断：光声光谱可以用于医一半，接下来是：医学诊断光声光谱可以用于医学诊断，例如用于检测肿瘤和其他疾病。
通过对组织和细胞的光声光谱进行分析，可以确定其化学成分和结构，从而确定其是否异常。
这种技术还可以用于生物分子的研究，例如酶和蛋白质的研究。
材料研究光声光谱可以用于材料研究，例如用于研究纳米材料和表面性质。
通过对材料的光声光谱进行分析，可以确定其化学成分和结构，从而确定其性质。
多组分气体检测原理
多组分气体检测是通过各种技术手段对混合气体中不同成分进行定量或定性分析的过程。
以下是一些用于多组分气体检测的原理：1. 光声光谱法（Photoacoustic Spectroscopy, PAS）：原理：当气体样品吸收特定波长的光能时，会产生热膨胀和压力波动，形成可听见或检测到的声波信号。
通过测量这些声波的强度，可以推算出气体中各组分的浓度。
2. 非分散红外光谱法（Non-Dispersive Infrared, NDIR）：原理：不同类型的气体分子在红外光谱中有其特定的吸收峰，NDIR通过检测特定波长下红外辐射能量的衰减程度来测定对应气体的浓度。
3. 气相色谱法（Gas Chromatography, GC）：原理：利用待测气体混合物中各组分在固定相和移动相之间分配系数的不同，在色谱柱内实现分离，再通过检测器对各个流出组分进行识别和定量。
4. 质谱法（Mass Spectrometry, MS）：原理：气体样品进入质谱仪后被离子化，然后根据离子的质量/电荷比（m/z）进行分离和检测，从而确定各组分的存在及其相对含量。
5. 红外光谱法（Infrared Spectroscopy, IR）：原理：混合气体中的化学物质会吸收特定频率的红外光，每种化合物都有其独特的红外吸收光谱，通过测量总的红外光吸收曲线并进行解析，可以得到混合气体中各组分的信息。
6. 催化燃烧法、电化学传感器等其他方法：一些气体可以通过催化燃烧反应产生热量变化，或者通过与电极表面发生化学反应产生电流变化，以此间接或直接测量气体浓度。
综上所述，多组分气体检测技术的选择取决于目标气体的性质、检测要求的灵敏度、响应时间以及现场条件等因素。
不同的检测技术具有各自的优点和适用范围。
光声光谱技术
光声光谱技术光声光谱技术是一种革命性的非侵入式成像技术，结合了激光光子学及超声检测的技术原理，可实现高分辨率、高灵敏度的结构及功能成像。
本文将详细介绍光声光谱技术的概念、原理、应用及未来发展趋势。
一、概念光声光谱技术是一种将激光束转化为声波的技术，产生的声波与组织相互作用产生的回波被采集并转化为显微结构成像的技术。
它结合了光学成像及声学成像的特点，既能够提供高分辨率的成像结果，又能够克服光学技术对于深度探究的限制。
二、原理光声光谱技术主要基于光学及声学原理。
首先，一束激光束照射到一个生物样本上，被吸收的部分将被瞬间加热，导致热膨胀，从而产生一种声波。
这种声波沿着样本向外传播，当它碰到组织不同部分的边界时，会反射回来。
反射的声波通过专门设计的探头被接收，随后被发送到计算机处理。
计算机利用这些数据创建出一个显微镜图像或3D成像。
三、应用光声光谱技术被广泛应用于医学、生物学、材料科学、环境科学等领域。
以下是其主要应用方向：1. 医学成像光声光谱技术在医学成像中得到广泛应用，包括对生物组织、器官及细胞的成像。
例如，它可用于乳腺、肝脏、前列腺、脑部及眼部结构成像。
2. 生物分子成像光声光谱技术可以实现对生物分子的非侵入式成像。
例如，可用于探测蛋白质的分子交互作用及DNA的损伤。
3. 材料分析光声光谱技术还可用于材料分析。
例如，可以在没有破坏性的情况下对材料的结构以及弹性、柔韧性和热传导性能等进行分析。
四、未来发展趋势在未来的研究中，光声光谱技术将包括以下方向的研究：1. 无创检测光声光谱技术目前已经在医学成像领域取得了显著进展，未来将更广泛地应用于无创检测。
2. 分子重组光声光谱技术将用于分子重组技术。
3. 动态成像光声光谱技术将会被更广泛地应用于动态进程的成像。
4. 可视化控制光声光谱技术可以通过可视化控制来指导治疗，在未来可能有广泛的应用。
总之，光声光谱技术在生物医学、材料科学和环境科学方面的应用前景非常广阔。
3. 光声光谱
光声光谱成像光声光谱成像是一种基于光声效应建立的混合模式生物医学成像方法。
在光声成像中需要用纳秒脉冲激 光照射成像部位，部分激光被吸收后在组织内部产生超声波，用超声换能器探测超声波的强度。
由于不同 类型或不同状态的组织对激光的吸收光谱不同(如血红蛋白浓度、血氧饱和度、正常组织与癌变组织等都 会呈现不同的吸收光谱特征)，通过调谐激光波长、探测超声波随激光波长的变化，可以测量生物组织内 部的生理和病理信息。
图1氧合血红蛋白与脱氧血红蛋白的吸收光谱图2光声成像原理示意(-⅛- wo) n① 8uo=。
1J=x ①」BOWMolar extinction coefficient vs. wavelength104 103300400 500 600 700 800 900 1000 Wavelength(nm). Ultrasonic 『 detection Thermal Acoustic expansion waves Absorption Image formationLaserpulse光声成像具有无电离辐射、无造影剂、组织穿透性好、特异性好、实时性强的优势，在临床诊断领域被寄予厚望，应用领域包括：（1）人体组织成像，包括乳房、哨卫淋巴结、皮肤、甲状腺、眼睛、前列腺（经直肠）、卵巢（经阴道）的无损成像；（2）胃肠道、膀胱、循环肿瘤细胞（体内流式细胞术）的微创内窥镜成像；（3）术中肿瘤边缘和（淋巴结）转移成像。
如图3所示的是乳腺的光声成像和超声波成像对比实验模拟图超声图像光声图像图3光声成像在临床应用的原理图：乳腺的实时光声/超声成像诊断近红外纳秒脉冲激光具备穿透深度大、吸收特异性明显的特征，在光声成像中广泛使用。
先锋可以为您提供丰富的光声用近红外可调谐/多波长激光器。
1. OPOTEK Phocus系列高能量纳秒脉冲激光器PHOCUS SERIEST UNABLE L ASER S YSTEMS FOR P HOTOACOUSTIC I MAGINGPHOCUS系列为OPOTEK公司专门针对光声成像研发的（）P（）激光器。
药物分析中的光声光谱技术研究进展
药物分析中的光声光谱技术研究进展光声光谱技术是一种结合光学和声学原理的新型分析技术，其在药物分析领域的应用正逐渐展现出巨大潜力。
本文将对药物分析中光声光谱技术的研究进展进行综述。
一、光声光谱技术的原理光声光谱技术利用激光的光热效应和声波的传播特性，通过测量产生的声波信号来获得样品的信息。
其原理是当样品受到激光脉冲的照射后，由于光热效应使得样品产生瞬时温升，导致样品热膨胀和声波的形成，进而产生可测量的声信号。
通过分析声波信号的特征参数，可以得到样品的物理和化学信息，如浓度、组成、药物释放等。
二、药物分析中的光声光谱技术应用2.1 药物成分分析光声光谱技术可以用于药物的成分分析。
例如，通过测量样品的光声光谱信号，可以判断药物中的化学成分和结构特征，实现药物成分的快速鉴定和定量分析。
这在药物质量控制和仿制药研发中具有重要意义。
2.2 药物释放行为研究药物的释放行为对于药物治疗效果的评估十分重要。
光声光谱技术可监测药物在体内和体外的释放过程，并通过分析光声光谱信号的变化，研究药物的释放速率、机制和影响因素。
这为药物的控释系统设计和药物疗效评价提供了有力支持。
2.3 药物代谢与转运研究药物代谢与转运对于药物的活性和毒性有着重要的影响。
光声光谱技术可用于研究药物在生物体内的代谢和转运过程，通过监测药物的光声光谱信号，揭示药物的代谢途径和动力学特征。
这对于药物的剂型设计和药物代谢动力学的研究具有重要意义。
三、光声光谱技术的优势与挑战3.1 优势光声光谱技术具有非侵入性、高灵敏度、高选择性和快速检测的优势。
它可以用于不同样品的分析，如固体、液体和生物组织等，且对样品的形态和透明度要求较低。
同时，其灵敏度高，可以实现对微量样品的检测。
此外，由于光声光谱技术融合了光学和声学的特点，可以得到丰富的信息，进而提高药物分析的准确性和可靠性。
3.2 挑战光声光谱技术在药物分析中仍面临一些挑战。
首先，光声光谱技术的成像分辨率需要进一步提高，以满足对微小细胞和微创伤等细节的观察。
光声光谱技术的应用
• 例如对氨以及各种烯烃化合物的分析，灵 敏度可达μg/ml数量级。激光光声光谱法能 3 1 cm 在 中检测出 0.001g / m L的NO，测量的 时间仅为4s，对乙烯的检测灵敏度为 0.2g / mL 。克洛兹测定了氨、乙醇、甲醇、 乙烯、三氯乙烯五种气体的光声光谱图，并 用激光光声光谱法测定了氨、苯、一氧化氮、 二氧化氮等大气污染物，且灵敏度都很高。
集到内核，通过其内部设定的算法等相关程序作用， 最后将运算结果送入显示、声光报警、通讯等外部 设备。 灵敏度：2002年荷兰Nijmegen大学的光声光谱小组 利用光参量振荡器搭建的光声光谱系统将乙烷的检 测灵敏度提高到10×10-12水平。 直到1995年，对 NO2和CH4浓度进行光声检测，最低浓度极限分别 达到37×10-11 和37× 10-12 量级；光谱覆盖范围 9～11μm，2001年,该系统对C2H2和伪的极限检测 灵敏度分别达到10-11 和10-9量级，百万分之几 (PPm)；千分之几(pPt)；ppb(十亿分之几)。2006年 采用亥姆霍兹共振型光声腔，结合7.9毫米中红外光 源，探测甲烷灵敏度达到3ppb。
气体分析
光声光谱技术用于气体分析比较成熟。 密闭在光声池中的气体分子吸收特定频率ν 的 入射光后由基态E0跃迁至激发态 E1，两能级间的 能量差为E1- E0 = hν。受激分子与周围气体分子相 碰撞，由激发态返回至基态，并将吸收的光能通过 无辐射弛豫过程转变为碰撞分子间的平移动能，具 体表现为气体温度升高，即加热。当入射光强度受 到频率ω的调制时，加热过程将产生周期性变化。 根据气体热力学定律，周期性温度变化产生同周期 压力波动，即声波，此声波可通过安装在光声池上
光声池是一个配有微音器和窗口的密闭池体，其结 构设计好坏直接决定光声信号的强弱及背景噪声的 大小，因而，光声池的设计是决定光声光谱气体检 测系统探测灵敏度的关键因素之一。其总体设计原 则如下： (1)光声池应尽量与外界噪音隔离； (2)尽量减小入射光与池壁、窗片及微音器的直接作 用，以减小背景信号； (3)尽量增强光声池内入射光的有效吸收，以提高信 噪比； (4)保持光声池内表面光洁，以减小气体的吸附和粘 滞效应。
红外光声光谱 聚光科技
红外光声光谱聚光科技红外光声光谱技术是一种结合了红外光声效应和光谱技术的先进光学分析方法，可用于红外光谱的高灵敏、高分辨率和非接触式检测。
随着红外光谱技术的不断发展，红外光声光谱也逐渐成为研究热点。
聚光科技作为红外光声光谱的技术研发和应用领域的先行者，取得了显著的成就。
红外光声光谱技术是一种非常灵敏的分析方法，可以检测低浓度的气体分子。
通过将红外光脉冲照射到样品上，样品吸收红外光产生热量，使样品局部温度升高，导致局部膨胀。
当样品表面的声音波因热膨胀而产生时，可以利用固体体弹性性质的相干探测技术检测到声音波的存在。
通过检测声音波信号的强度和频率，就可以确定样品的红外吸收光谱信息。
红外光声光谱技术具有许多优点。
首先，红外光声光谱技术可以实现非接触式检测，无需直接接触样品。
这可以避免对样品的破坏和污染，同时也提高了分析的准确性和可靠性。
其次，红外光声光谱技术可以实现高灵敏度和高分辨率的分析。
通过优化光声效应的产生和检测信号的处理方法，可以提高分析的灵敏度和分辨率，达到对低浓度样品的准确检测。
此外，红外光声光谱技术还可以对样品的不同化学成分进行快速分析，实现多组分同时检测。
聚光科技在红外光声光谱技术研究中取得了重要的进展。
他们开发了一种高功率红外激光器和高灵敏度的光声检测系统，使得红外光声光谱技术在实际应用中更加可行。
通过优化光脉冲的能量和频率，聚光科技实现了对不同样品的高灵敏度检测。
他们还开发了一种快速扫描技术，可以在短时间内获取大量样品的光声光谱信息，提高了分析效率。
红外光声光谱技术在许多领域具有广阔的应用前景。
在环境监测中，红外光声光谱技术可以用于检测大气中的有害气体和甲烷等温室气体的浓度。
在医学诊断中，红外光声光谱技术可以用于检测体内的疾病标志物，对早期癌症等疾病进行准确的诊断。
在工业生产中，红外光声光谱技术可以用于在线监测和控制化学工艺过程中的关键参数，提高生产效率和产品质量。
综上所述，红外光声光谱技术是一种具有广阔应用前景的先进光学分析方法。
[自然科学]光声光谱技术
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吸收光谱的产生
E = E2 - E1 = h
量子化 ；选择性吸收
M + h
基态 E1
M*
激发态 E2
（△E）
1、物质分子内部三种运动形式：
1）电子相对于原子核的运动， 2）原子核在其平衡位置附近的相对振动 3）分子本身绕其重心的转动。 分子具有三种不同能级：电子能级、振动能级和转动能级。 三种能级都是量子化的，且各自具有相应的能量。 分子的内能包括：电子能量Ee 、振动能量Ev 、转动能量Er 即Ｅ＝Ｅe+Ｅv+Ｅr
光声光谱仪的基本原理
将一束连续波光束在经调制器调制以后 成了断续的光束，在照射进样品以后，样 品吸收了光能后产生出光声波，该声波经 声敏原件接受后由放大器放大后送到锁相 放大器，经锁相放大器处理后便在记录仪 上记录下反映物质对光吸收的光声光谱。
光声光谱仪的基本结构图
实验器材
光声光谱仪具有很高的检测灵敏度，一般可以达到 10-9 ~10-11 量级，检测对象也从气相介质发展到液相及 固体介质。光Βιβλιοθήκη 光谱仪中常用的激光器2、调制器
一般可采用单色仪和斩波器组合实现波 长调制。
3、光声池（核心部件）
光声池是光声光谱仪中的核心部件，它 既是气体样品的容器，又装置了微音器或 其他装置检测激光作用下产生的光波。光 声池通常分为共振型与非共振型两类。
共振型与非共振型光声池
4、声敏元件 其作用是将光声信号转换为电信号。对于 气体样品常用微音器作为声敏元件，对于 液体及固体介质常采用压敏元件。 5、信号处理系统 普遍采用具有低噪声特性的锁相放大系统
2、三种不同的能级跃迁：
（1） 转动能级间的能量差 ΔΕr：0.005～0.050eV，跃迁 产生吸收光谱位于远红外区 。远红外光谱或分子转动光 谱； （2） 振动能级的能量差ΔΕv 约为：0.05～１eV，跃迁产 生的吸收光谱位于红外区， 红外光谱或分子振动光谱 （3） 电子能级的能量差ΔΕe 较大: 1～20eV。电子跃迁产 生的吸收光谱在紫外—可见 光区，紫外—可见光谱或分 子的电子光谱
光声光谱与气相色谱对比
光声光谱技术（PAS）与气相色谱技术(GC)对比气相色谱（GC）技术介绍如上图所示，实验室气相色谱法工作流程是：载气由高压钢瓶中流出，经减压阀降压到所需压力后，通过净化干燥管使载气净化，再经稳压阀和转子流量计后，以稳定的压力、恒定的速度流经气化室与气样混合，将气样带入色谱柱中进行分离。
分离后的各组分随着载气先后流入检测器，然后载气放空。
检测器将物质的浓度转变为一定的电信号，经放大后在记录仪上记录下来，就得到色谱流出曲线。
根据色谱流出曲线上得到的每个峰的保留时间，实现对气样的定性分析，根据峰面积或峰高的大小，实现对气样的定量分析。
光声光谱（PAS）技术介绍如上图所示，光声光谱法工作原理是：光源输出稳定的红外光，经过以一定频率旋转的调制盘，产生周期性的窄带光。
经过滤光片调制出特定波长的窄带光使某一种故障气体周期性的受激退激，从而产生周期性的温度变化，进而导致周期性的压力变化。
利用气室两端的高灵敏度微音器探测这种压力的变化，将其转化成电信号，通过混合气体浓度与电信号之间的对应关系以及计算方法，得出某一种故障气体的浓度。
通过使用滤光片选择性激发某种气体，实现对故障气体的定性检测，通过光声效应强度与气体浓度间的关系，从而实现对故障气体的定量检测。
光声光谱技术与气相色谱技术对比一直以来，气相色谱技术是针对实验室环境应用的，目前，该技术也应用到变电站现场的变压器油中溶解气体在线监测，取得了一定成果，但也存在一些问题，如GC系统在线监测稳定性不高，使用寿命短，维护量大等，这与变压器在线监测目的是相违背的。
相比之下，光声光谱技术有其明显优势：1．无需现场校准由于色谱柱老化等因素，实验室的GC系统需要每天重新校准一次，以保证其检测精度。
在现场应用环境下，无法实现每天校准，长期运行，产生精度漂移，导致检测结果产生误差。
而PAS系统从原理上决定不需要现场校准，可保证长期运行中的测量精度，稳定性高。
另外，GC系统用于校准的标气多为可燃气体，现场存放标气存在潜在威胁。
第六章 红外光声光谱
光声光谱法（PAS）的发现
• 1880年，比尔（Bell）首先报导了光声效应，他发现当被调制 的太阳光聚焦到薄膜上时，膜会发出声音，后来发现在其他形 式的固体、液体和气体上也有类似的这种光声效应。 • 比尔的实验，其接收器是耳朵。 • 微音器的出现，提高了灵敏度。 • 1971年，Kreuzer和Palel利用连续可调红外激光器与高灵敏度 微音器组合成光声光谱装置，检测大气中低浓度的污染物，其 灵敏度比光电红外光谱仪高很多。 • 1973年，Rosencwaig设计了第一个商品PA非共振光声池。 • 1977年，第一台样机在匹兹堡展览会上展出，型号为6001PAS。 • 70年代末期，建立了FTIR-PAS。 • FTIR光谱仪的高光通量和多频光同时测定的优点，使PAS能用广 谱光源，并获得发展。
光声光谱？
• 很多材料在中红外波段不透明，不能直接透射分 析，常规的解决样品不透明的方法：
– 利用分析在近红外光谱范围的谐波和合成波的吸收谱带。 – 根据样品选用适当的红外光谱附件和相应的测量方法。
• 漫反射光谱法——特别适用于粉末样品，但
– (1)对于表面光滑的样品也有问题; – (2)像硬塑料扣、头发丝等很难研成粉末； – (3)样品制备成粉末使样品形态不可逆。
c、情况Q3，对热传导来说厚的样品（μs<<b; μs<Lβ）
R-G理论表达式中的Q简化为
Q = −iβμ s ( μ s / K s ) y / 2a '
• 和T3情况一样，PA信号将正比于β，而 调制关系正比于ω-1 。
五、光声池的最优化设计
药物分析中的光声光谱技术应用
药物分析中的光声光谱技术应用药物分析是指对药物的成分、结构、质量等方面进行分析和检测的过程。
光声光谱技术是一种以光声效应为基础的光学技术，通过光声信号的产生和检测来获取样品的信息。
在药物分析领域中，光声光谱技术被广泛应用于药物的质量控制、成分分析和药物疗效评价等方面。
本文将介绍药物分析中光声光谱技术的应用。
一、药物质量控制药物的质量控制是保证药物品质的重要环节。
传统的药物质量控制方法通常需要样品的提取、前处理等多个步骤，费时费力且易受干扰。
相比之下，光声光谱技术可以直接对样品进行无损检测，无需预处理。
光声光谱技术通过检测样品中光致声效应产生的声波信号，可以获取药物的物理性质、浓度等信息，从而实现对药物质量的快速评估。
这在药品生产过程中具有重要的应用价值，可以提高生产效率和产品质量。
二、药物成分分析药物的成分分析是确定药物中各组分的含量和结构的过程。
光声光谱技术在药物成分分析中具有独特的优势。
光声光谱技术可以实现对药物中各成分的特征吸收峰进行检测和分析，从而确定药物的成分和含量。
与传统的光谱分析方法相比，光声光谱技术的峰形分辨力更高，可以检测到更低浓度的成分，且对样品的透明度要求较低，适用于颗粒状或混浊的药物样品。
因此，光声光谱技术在药物成分分析中具有广阔的应用前景。
三、药物疗效评价药物疗效评价是研究药物治疗效果的重要手段。
光声光谱技术可以通过测量生物组织或细胞中光声信号的变化，实现对药物疗效的评估。
例如，药物治疗肿瘤的效果可以通过观察肿瘤组织中的血管形态和分布情况来评价。
光声光谱技术利用其成像技术能力，可以对肿瘤组织进行高分辨率的成像，观察到微小血管的分布情况，从而评估药物对肿瘤的治疗效果。
此外，光声光谱技术还可以通过检测心血管系统中光声信号的特征变化来评估心脏疾病的治疗效果，具有很高的应用潜力。
总结起来，光声光谱技术在药物分析中具有广泛的应用前景。
它可以用于药物的质量控制，快速评估药物的物理性质和浓度；在药物成分分析中，可以通过检测吸收峰实现药物成分和含量的确定；在药物疗效评价中，可以通过光声成像技术观察组织中的变化来评估药物的治疗效果。
光声光谱技术
光声效应的产生首先必须要有光的吸收。
气体光声检测技术本质上基于气体红外吸收理论，它对气体的检测依赖于气体的红外特征吸收谱线，其定量测量则更是以气体的红外吸收定律为基础的。
光声光谱技术在实现方式上与红外吸收技术不同，其主要区别在于，虽然入射能量也是以光谱光子的形式出现，但对光子与被测材料相互作用的研究，并非依靠对某些光子(透射光子或散射光子)的检测和分析，而是根据声信号间接测量材料与光束相互作用后所吸收的能量。
光声光谱技术是一种理想的无背景噪声信号技术，具有较高灵敏度和良好选择性。
与传统光谱分析方法不同，光声光谱技术是监测物体吸收光能后产生的热能中以声压形式表现出来的那部分能量，即使在高反射弱吸收的情况下，吸收能也可被微音器检测。
与其它气体检测方法相比较，光声光谱技术的主要优点是：长期稳定性好、灵敏度高；不消耗气样，如载气、标气；检测时间短，便于现场检测；适于多种气体成分的检测；系统结构简单。
原理：密闭在光声池中的气体分子吸收特定频率ν 的入射光后由基态E0跃迁至激发态E1，两能级间的能量差为E1- E0 = hν。
受激分子与周围气体分子相碰撞，由激发态返回至基态，并将吸收的光能通过无辐射弛豫过程转变为碰撞分子间的平移动能，具体表现为气体温度升高，即加热。
当入射光强度受到频率ω的调制时，加热过程将产生周期性变化。
根据气体热力学定律，周期性温度变化产生同周期压力波动，即声波，此声波可通过安装在光声池上的微音器或压电陶瓷传声器检测，并将其转换成电信号，即光声信号，该信号的产生过程称为光声效应。
光声信号的大小与气体浓度成正比，通过检测该信号值便可得到被测气体的浓度。
能级跃迁所需能量不同，故需不同波长电磁辐射使其跃迁，即在不同光谱区出现吸收谱带。
电子能级跃迁对应吸收光谱在紫外区和可见光区；原子振动能级跃迁对应于近红外区和中红外区；分子转动能级跃迁对应于远红外区和微波区。
应用光声光谱法检测气体浓度主要利用分子红外光谱。
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乙 烯 、 ０ｐ ｌｐｂ的 Ｎ ７ ｐｂ的 ｏ３ 及 ０ １ｐ Ｈｓ ０ｐ 、 以 ． ｐｂ的 Ｓ Ｏ 等 气 体 的 含 量 ．
２ 用 于液 体 测定
对 液 体 试 样 ， 用 激 光 器 作 光 源 时 ， 声 谱 法 是 一 种 灵 敏 度 极 高 的 检 测 方 法 ． 传统 光度 当 光 是
山东 师大学 报（ 自熊科学 版 ） １９ 年 第 ５ ９０ 奄 ３期 （ ３ 期 ） 总 ｌ
Ｊ ｕｒ ￣ ｏ ｈ ｎ ｖ ｒ ａ ｏ ｎ ｆＳ ａ ｄ ｎｇ Ｎｏ ｍ ｌＵｎｉ ｅ ｓｔ ｖ ｒｉ ｙ
（ ｔ￣ｔＳ ｉｎ ｅ ． ｔ． Ｎａｕ ａ ｃｅ ｃｓ Ｆ ｉｎ）Ｖｍ． ｄｔｃ ５．Ｎｏ． （ ３
特 性 ： ２ｒ 的 Ｓ ｒｒ 带 ，４０ ｍ 到 ５ ０ｍ ４０ｍ ｉ ｏｅ 谱 ５ｎ ５ｎ 之 间 的类 胡罗 素 谱 带 ，６ ０ ７Ｏ ｍ 之 间 ０ 到 ０ｎ
田 ３ ｃ ｏ的嗷收 ｌ谱ｓ ｎ 光
的叶 绿 素 谱 带 结构 ；从 而 提 供 有关 正 常 和 反 常 的 植物 生 长 过 程和 病 态 的 宝 贵 资料 ． 如 用 此 又 法 直 接 测 定 了血 中红 血球 的朊 带及 氧络 血 红朊 的特 征谱 ｝获得 的光 声谱 与 提 取 出 的 相 应 吸收
理 想 的 光声 谱 图 一．
４ 用 于 生 物 及 医 学 的 研 究
光 声 光谱 法 最 有希 望 的 应 用之 一 是 在 研 究生 物及 医学 方 面 ｝它 可 提 供 完 整 无 损 的 生
物 组 织 的 有 关 资 料 ． 由 未 损 伤 的绿 叶 的 光 如
声 谱 图清 楚 地 表 明 了其 中叶绿 体 的 所有 光学
谱 是相 同的 ；虽然 全血 中其他蛋白质和娄脂物 的存在所 引起 的光 散射 ，给传统光 谱的应用带 来 很 多 困难 ，然 而 却不 会 给 光 声 谱 法 招 致 麻 烦 ． 时 还 研 究 了海 藻 、 菌 眼 的 水 晶 体 以 及 同 细 人 新生 鼠活 体组织变化 等 ． 】 由此可 见此 法作为生物及 医学 中的研 究及 诊断工具 ， 其前景 是非
用概 况 ．
１ 用 于 大 气 检 测
ＮＯ是 最早 用于 光 声 光 谱 法 测 定 的 大 气 污 染 物 质 ，利 用 自旋 反 向 Ｒ ｍａ ａ ｎ激 光 源 研 究 公路
・
市 文 献 山 东 省 第 一 届 分 析 － 试 会 议 收 录 测
收樯 日期 Ｊ１８ —０ —１ ８ ３ ５ ９
ＣｒＯａ 粉末 在 ２
３ ０Ｋ 归一 化 的 光 声 谱 Ｉ（ ） ４ ｄ 厚 的 Ｃ 晶体 在 ３ ０Ｋ 的吸 收 光 谱 ；（ ） ０。 ｂ 为 ．Ⅲ ｒ Ｏｓ ０。 ｃ
第 ３期
庄炳 游 ： 光 声 潜法 简介
０ ３
为 ｃ， 粉末 在 ３ ０Ｋ 的 漫 反 射 光 谱 ． 光 谱 Ｏｓ ０￣ 从 图 上 都 观 察 到 口 在 ４ ０和 ６ ０ ｍ 的 两 个 ６ ０ｎ
Ｎｏ ３Ｉ １ ９ ） ９０
光 声 光 谱 法 简 介’
庄 炳 游
（ 昌雄 师 专 化 学 系 ）
摘要 光产光谱法是一种新的分析剥试技术． 其主要特点是使用高强度的连续光源－ 是敏度 高，
分 辩 率 好 － 千 高应 射 、 对 高氍 射 － 透 明 试 样 等 均 能 直接 洲 定 ・ 唯 一 能 非 玻 虾 性 地 对 材 料 不 同深 度 不 是
进 行剖 面分析 的一种技 术．
ｏ 引
言
早 在 １８ ８ ０年 Ａ． Ｂ ｌ 发现 了 固 体光 声 效 应 ，并 向 美 国 科 学 促 进 协 会 提 出 了 一 份 关 于 光 Ｇ． ｅ ｌ 声仪 的 工 作 报 告 ｝ ｌ除 了研 究 固 体 的 光 声效 应 外 ，于 １８ 年 还 研 究 了液体 和 气 体 的 光声 效 ｅ ’ Ｂｌ ８１ 应 ． 年 ＪＴ ｎａｌ 过 红外 线 的 吸 收 ，观 测 到 气 体 的光 声 效 应 ，Ｗ． ｎｇｎ通 过 可 见 光 和 紫 同 ． ｙ ｄ ｌ通 Ｒ６ｔｅ 外 线 吸 收 也 观 测 到 气 体 的 光 声 效 应 ． 后 这 方 面 的 进 展缓 慢 ，直 至 １ ３ 之 ９ ８年 ，Ｍ． Ｖｅ ｇｒｖ Ｌ ｉ ｃｏ ｎ 利 用 这 一 现象 来 研 究气 体 对 红 外 光 的 吸收 并 测 定 气 体 混 合 物 各 成 分 的 浓 度 ，将 所 用仪 器 定 名 为 光 声 计． ９ Ｌ ｆ 用两 个 光 声 池 ，发 明 了 差 示 式 自动气 体 分 析仪 ． 后 ， 声 效 应 主 要 用 １ ｄ ３年 ｕｔ 其 光 于 测 定 气 体 试 样 ，直 至 ｌ７ ９ ５年 Ｍａ ｇ 决 了研 究 固 体和 半 固 体 物 质 的 技 术 之 后 ，光 声 学 和 ｕｈ解 光 声技 术 在 理 论 研 究和 实 际应 用方 面都 获 得 了 迅 速 发 展 ．
研 究． 此 光 声 技术 已应 用 于 物 理 、 学 、 物 因 化 生
强
渡 数 （ｍ 。 ｃ ）
１ ‘ ａ ｆ Ｎ０ ２ ｐ ｍ 收 谐 ☆ （ Ｏｐ 吸 （ ） 汽 车排 气 Ｉ 啦 牧 ｂ 奉的
学 及 医学 等 各小 领 域 ，下面 简要 介 绍 此法 的 应
法所不能达 到的． 例如 ，ａｍ ｎ 等 耷实验 中 ， Ｌｈ ａｎ 得到的 Ｄ 一叶红 素的检测极限约 为 ００ｎｃ ． ８ｇｍ
（ 收 系 数 为 ２ ２ 】－ｃ ） 吸 ． × ０ ＊ｍ ｛在 氯仿 中硒 的检 测 极 限 为 １ｎ ／ ｍ ，相 应 的 吸 收 系数 为 ３ ５ ５ｇｃ ． × １ ｃ ｍ～． ０ 又如在 作 ｓ 一的 比浊 分 析 时 ，一直 是 用 Ｂ Ｓ 悬 浊 液 ， ａ Ｏ 粒 径 分 布 约 为 ０ ５ ｏｌ ａ Ｏ－ ＢＳ ．
谱 法 是 难 以实 现 的． 些 论 文报 道 了 用光 声 谱 法 检测 出爆 炸 物 硝 化 甘 油 、 有 乙二 醇 二 硝 酸酯 及二
硝 基 甲 苯 蒸 气 的灵 敏度 已分 别 达 到 ２ ８ ０ ｐ １ Ｓ ｐ 和 １ ｐ ｍ． 外 能 检 测 出 Ｓ ｐ ｂ的 ． ×１ ～ｐ ｍ、 ． ｐｍ ６ｐ 此 ４ｐ ’
浊 法 高 两 个 数量 级．
０
由
埋
缸
∞ ； （ｇｎ １ ‘ ｕ ｌ ） ｒ
『 ａｏ 牲径 对 ｓ 工作 线 的影响 ２Ｂ ｓ 一 ０ ａ 光 敞射法 ｂ 激光 光声光 涪法
３ 用于固 体 的研 究
光 声 光 谱 法 可 不受 被 测 固 体 样 形 态 的 限 制 ，保 持 试 样 在 原 始 状 态下 进 行 测定 ． 图 （ ） 如 ａ 为
参 考 文 献
１ 事 长涪 ， 予光谱新 技 术・ 京 ｔ 分 北 科学ｉ ｌ杜 ．１ ３ ６ ６ 【ｌ ｝眨 ９６ ６ ２ 烨 田嗣郎 著 ． 赵费文 等障．光 声光 法及其应 ｊ ．台肥 ： 盘教 育出版社 ，１ ８ ．１５ １ ８ Ⅱ 安 ９３ ３ － ３ ３ ＾ 罗淼ｊ 蒋， ． 电 王挂傻 普译．１声学 魁声 学 ． 京 ： 毙 北 科学 『 板社 ． ９ ｅ ｅ ． ０ ～２ ． ｌ ～２ ５ 出 １ ８ ｌ １ ２ １ ２ ｅ ３
ｌ２ ０ ห้องสมุดไป่ตู้
山 东 师 大 学 报 （自 然 科 学 舨 ）
９０ ９ 正
交 通 产 生 的 ＮＯ 的浓 度 ，图 １是这 项研 究 中 所获 得 的 光 声 谱 ．ａ 图 １ ５ ６ ８ １ （） ． ． ． ． １是 Ｎ 的 吸 收 Ｏ 峰 ， 他是 Ｈｚ 的 吸 收 峰 ． 用不 易受 水 蒸 汽 吸 收 干 扰 的 峰 ６和 峰 ８ 测 定 ＮＯ的 浓 度 ． ｂ 圈 其 Ｏ 利 来 （）
是 从 汽 车 尾 气 中所 采 集 试 样 的光 声 谱 ． 通 常 空 气 水 蒸 汽 存 在 的 情 况 下 ，能 检 测 到 ５ ｐｍ 的 在 ０ｐ ＮＯ． 能 检 测 出 实 验 室 的 大 气 中 ０ １ ｐ 的 Ｎ 并 ．ｐｍ Ｏ，交 通 公 路 上 空 大 气 中 ２ ｐ 的 Ｎ Ｐ ｔｌ ｐｍ Ｏ． ａｅ 等 ］ 用气 球 携 带 的光 声 谱 系统 考 察 了 同温 层 Ｎ 浓度 在 １ 点 到 ２ Ｏ １ ０点 ３ ０分 之 间 的变 化 ；实验 结 果 表 明 ｝有 阳 光 照 射 和 无 阳光 照 射 时 同温 层 Ｎ 浓度 的 变 化 ，有 力 地 支 持 了 同 温 层 Ｏａ 衡 和 Ｏ 平 ＮＯ 在平 衡 中 起 催 化作 用 的模 型 ． 像这 样 高灵 敏度 、 难 度 要 求 的 大 气 化 学 研 究 ，用 通 常 的光 高
常广 阔 的．
总 之 ，光 声 光 谱 法 不 仅 用 于上 述 几 方 面 ．而 且 亦 能进 行 撅 低 温 试 样 的 测 定 ，以及 在 催 化 和 化学 反 应 等领 域 中应 用． 别 是 近 年 来 ，傅 里 叶 变 换 光 声 仪 及 光 声 显 微镜 的 使 用 ，更 使 此 特 法 取 得 了 显著 的 进 展 ， 为 一 种 新 型 的测 量 技 术 ． 然 它 仍 处 在 发 展 阶段 ，但作 为 研 究 和 分 成 虽 析 的 工 具 ， 所表 现 出 的潜 力 几 乎是 无 限 的． 它
晶场 谱 带 ，光 声 谱 比漫 反 射 谱 的 分 辩 率 要 高
得 多 ． 且 光 声 光 谱 法 已 用于 研 究 金 属 半导 并
体 和 绝 缘 体 表 面 上 吸 着 的 和 化 学 吸 附 的 分
子 ，这 种 研 究可 在 任 何 波 长 下 进 行 ，只 要 在
该波 长 下 被 研 究 的 物质 既是 非 吸 收体 又是 对 光 的 强 反 射 体 ；二 者 具 备 其 中一 条就 可 得 丑
此 法 所 使 用 光 谱 仪 主要 由光 源 、 波 器 、 声 池 、 敏 元 件 、 大 器 及 信 号 处理 系 统 等 组 斩 光 声 放 成． 测 定 原 理 是 物 质 吸 收 光 后 产 生 热 ，再 测 定 由热 生成 的声 波 的 光谱 ． 采 用 激 光 器 作 光 源 其 若 时 ， 单 色 光 的 功 率 要 比复 色 光 分 光 后 所 得 到 其 的 单 色 光 功 率 高 得 多 ，且 随激 发 光 源 强 度 的 增 大其 光 声 信 号 线 性 地 增 大 ，因 而 光 声 光 谱 法 的 灵 敏 度 是 很 高 的 ｝同时 由 于 激光 器 输 出 的 激 光 谱 带宽 度 很 窄 ，不 言 而 喻 其 分 辩 率 是 好 的 ；此 外它 还具 备适 应 性 广 的 特 点 ，即 能 对各 种 原 始 试 样 （ 、 、 ） 接 进 行 测 定 ， 吸光 度 法 难 固 液 气 直 对 于 研 究的 高 反射 、 高散 射 、 透 明 试 样 亦 能 进 行 不