光聲光譜儀中光聲信號的產(chǎn)生

光聲光譜儀中光聲信號的產(chǎn)生
如下圖所示，經(jīng)過調(diào)制的光輻射，透射過窗口（FTIR-PAS 中多用嗅化鉀晶體，UV-PAS 中多用石英玻璃），射進(jìn)密封的光聲池內(nèi)，并輻照在樣品上，樣品吸收了光輻射的能量，樣品的分子被激發(fā)到激發(fā)態(tài)，在這種情況下，樣品不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。為此處于激發(fā)態(tài)的樣品分子由于密封在特制的光聲池內(nèi)，不能將吸收的能量輻射躍遷到外面，包括不能發(fā)生分子間的能量傳遞到池外。而是以非活化的非輻射躍遷過程，將這種能量轉(zhuǎn)化為熱能，形成樣品的溫度升高，這種溫度升高與下降與入射光的調(diào)制有關(guān)。若入射光的強(qiáng)度是經(jīng)斬波器，干涉儀等調(diào)制的光，且其調(diào)制的速度小于上述非輻射躍遷變化的速度，那么光學(xué)調(diào)制就能產(chǎn)生樣品溫度的相應(yīng)調(diào)制，也就是產(chǎn)生了與調(diào)制頻率相同頻率的熱效應(yīng)，由此而形成了“熱波”。此樣品產(chǎn)生的熱波傳遞到樣品與池內(nèi)氣體的界面，稱之為界面層（boundary layer) ，樣品的這一界面層即產(chǎn)生周期性的漲落變化，相當(dāng)于物體的熱漲冷縮的變化規(guī)律，這一周期性的“熱波”引起密封的光聲池內(nèi)氣體產(chǎn)生振動形成聲波，也就是入射光使光聲池內(nèi)產(chǎn)生音（波）。而微音器即是將這種聲音（波）接收，并轉(zhuǎn)為電信號，經(jīng)前置放大器放大而送到計(jì)算機(jī)或其它檢測設(shè)備上，這樣即獲得了樣品的光聲光譜，如果入射光是一束干涉光，并經(jīng)過FTIR 儀器，則得到的是紅外光聲光譜。由于光聲信號與樣品吸收光能后的非輻射躍遷有關(guān)，也就是只與樣品吸收的那部分光能有關(guān)，與樣品的散射的光輻射無關(guān)，因而光聲光譜儀器對于高分散，強(qiáng)吸收的樣品特別靈敏且易于分析。