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(hào)檢測(cè)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(cè)樣品的物質(zhì)及其光譜學(xué)熱學(xué)性質(zhì)，成為了無(wú)機(jī)和有機(jī)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(gè)經(jīng)過(guò)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(cè)材料會(huì)吸收光能，其吸收率會(huì)隨入射光的波長(zhǎng)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(jí)不同，當(dāng)入射光頻率ν與能級(jí)hν接近時(shí)，材料對(duì)光的吸收率會(huì)提高。吸收光之后躍遷到更高能級(jí)的原子分子不會(huì)一直保持在高能級(jí)，相反它們會(huì)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(huì)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(huì)導(dǎo)致壓力的變化。在對(duì)入射光的強(qiáng)度施加周期性調(diào)制后，材料的溫度、體積以及壓力也會(huì)產(chǎn)生周期性的變化，進(jìn)而產(chǎn)生可探測(cè)的機(jī)械波。這個(gè)震蕩可以被靈敏的微音器或壓電陶瓷傳聲器檢測(cè)，也就是我們所說(shuō)的光聲信號(hào)。

原理示意圖

3.鎖相放大器如何測(cè)量光聲信號(hào)？

綜上所述，光聲信號(hào)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(hào)產(chǎn)生。探測(cè)這樣極其微弱的信號(hào)必然離不開(kāi)鎖相放大器。

在光聲光譜測(cè)量中，從微音器采集到的信號(hào)需要通過(guò)一個(gè)前置放大器放大，再通過(guò)鎖相放大器鎖定我們需要的頻率信號(hào)，這樣才能探測(cè)到較高信噪比的光聲光譜信號(hào)，從而對(duì)樣品的性質(zhì)進(jìn)行測(cè)量。

國(guó)儀量子基于在量子精密測(cè)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(hào)檢測(cè)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(jìn)硬件和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)設(shè)計(jì)，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(hào)發(fā)生器、PID控制器等多種功能于一體，有效的簡(jiǎn)化科研工作流程和設(shè)備依賴，提高科研效率和質(zhì)量。

國(guó)儀量子數(shù)字鎖相放大器LIA001M

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