1.你知道光能創(chuàng)造聲音嗎？

19世紀(jì)末，科學(xué)家亞歷山大·格拉漢姆·貝爾（被認(rèn)為是電話發(fā)明人之一）發(fā)現(xiàn)了材料在吸收光能之后產(chǎn)生音波的現(xiàn)象，即光聲效應(yīng)。

20 世紀(jì)六十年代以后，隨著微信號檢測技術(shù)的發(fā)展，高靈敏微音器和壓電陶瓷傳聲器的出現(xiàn)，科學(xué)家們基于光聲效應(yīng)發(fā)展出了一種新的光譜分析技術(shù)——光聲光譜，可用于檢測樣品的物質(zhì)及其光譜學(xué)熱學(xué)性質(zhì)，成為了無機和有機化合物﹑半導(dǎo)體﹑金屬﹑高分子材料等方面物理化學(xué)研究的有力手段。

2.如何讓光創(chuàng)造聲音？

如下圖所示，一個經(jīng)過單色儀調(diào)制的光源，或者是如脈沖激光一類的脈沖光，入射到光聲池中。光聲池中的待測材料會吸收光能，其吸收率會隨入射光的波長以及材料的改變而改變。這是由于不同材料中構(gòu)成的原子分子能級不同，當(dāng)入射光頻率ν與能級hν接近時，材料對光的吸收率會提高。吸收光之后躍遷到更高能級的原子分子不會一直保持在高能級，相反它們會傾向于釋放能量而弛豫回到最低的基態(tài)，釋放的能量常會以熱能的方式出現(xiàn)，并導(dǎo)致材料受熱膨脹，體積發(fā)生變化。

當(dāng)我們限制住材料的體積，譬如將其裝入光聲池中，其膨脹會導(dǎo)致壓力的變化。在對入射光的強度施加周期性調(diào)制后，材料的溫度、體積以及壓力也會產(chǎn)生周期性的變化，進而產(chǎn)生可探測的機械波。這個震蕩可以被靈敏的微音器或壓電陶瓷傳聲器檢測，也就是我們所說的光聲信號。

原理示意圖

3.鎖相放大器如何測量光聲信號？

綜上所述，光聲信號是由（原子或者分子弛豫釋放的）極微小的熱量轉(zhuǎn)化成的更小的壓力信號產(chǎn)生。探測這樣極其微弱的信號必然離不開鎖相放大器。

在光聲光譜測量中，從微音器采集到的信號需要通過一個前置放大器放大，再通過鎖相放大器鎖定我們需要的頻率信號，這樣才能探測到較高信噪比的光聲光譜信號，從而對樣品的性質(zhì)進行測量。

國儀量子基于在量子精密測量領(lǐng)域深厚的技術(shù)積累和出色的產(chǎn)品工程化能力，推出了一系列的微弱信號檢測儀器，數(shù)字鎖相放大器LIA001M就是其中之一，它在光學(xué)、材料科學(xué)、量子技術(shù)、掃描探針顯微鏡和傳感器等領(lǐng)域的研究中發(fā)揮著重要作用。

LIA001M鎖相放大器是一款高性能、多功能的數(shù)字鎖相放大器，基于先進硬件和數(shù)字信號處理技術(shù)設(shè)計，配合豐富的模擬輸入輸出接口，集可視化鎖相放大器、虛擬示波器、參數(shù)掃描儀、信號發(fā)生器、PID控制器等多種功能于一體，有效的簡化科研工作流程和設(shè)備依賴，提高科研效率和質(zhì)量。

國儀量子數(shù)字鎖相放大器LIA001M

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