光聲光譜的原理

放在密閉容器里的試樣，當用經過斬波器調制的強度以一定頻率周期變化的光照射時，容器內能產生同與斬波器頻率的聲波。這一現象稱為光聲效應 。
光聲效應描述的是光與物質之間的相互作用，即 當一束調制或脈沖激光照射到組織樣品上時，位于組織體內的吸收體在吸收光能后出現局部熱膨脹，從而產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生對應的改變，從而獲得相應的光聲信號譜，原理如圖1所示。這種光能轉換成聲能的能 力，不僅取決于光子特性，而且也體現了被測物質的熱學性質（導熱性、熱擴散率、比熱等）及光譜學性質，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的熱學性質和光譜學性質。 當物質吸收光收到激發后，返回初始態可通過輻射躍遷或無輻射躍遷。前一過程產生熒光或磷光，后一過程則產生熱。因為吸收光強呈周期性變化，容器內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。由于調制光的頻率一般位于聲頻范圍內，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同步放大得到的電信號為光信號。若將光聲信號作為入射光頻率的函數記錄下來，就可獲得光聲光譜圖。