Aplicaciones del efecto fotoacústico
Dado que en el ensayo del efecto fotoacústico lo que se detecta es la energía sonora generada tras la interacción entre la energía luminosa absorbida por el material y el material, por lo que es muy útil utilizar el efecto fotoacústico para Detectar los componentes y características del material sensible. Las principales aplicaciones del efecto fotoacústico son las siguientes.
①Tecnología de espectro fotoacústico. Dado que la energía sonora generada en el efecto fotoacústico es directamente proporcional a la energía luminosa absorbida por el material, y los materiales con diferentes componentes tienen picos de absorción en diferentes longitudes de onda de luz, cuando una fuente de luz con líneas multiespectrales (o espectro continuo) utiliza haces de diferentes longitudes de onda Cuando la muestra se irradia una tras otra, las sustancias con diferentes componentes en la muestra producirán valores máximos de señal fotoacústica en las longitudes de onda de luz correspondientes a sus respectivos picos de absorción. La curva de la señal fotoacústica cambia con la longitud de onda de la luz. así obtenido, que se denomina espectro fotoacústico. El espectro fotoacústico en realidad representa el espectro de absorción de luz de la sustancia, por lo que los componentes de la sustancia se pueden detectar mediante el efecto fotoacústico. Como resultado, se desarrolló con éxito una nueva herramienta de análisis espectral, el espectrómetro fotoacústico, que se utiliza ampliamente para el análisis de trazas o incluso trazas de gases y diversas sustancias de materia condensada. Debido a su alta sensibilidad de detección, especialmente porque no tiene restricciones en cuanto a materiales de muestra, se puede analizar independientemente de si es transparente u opaco, sólido o semisólido (incluidos polvos, tintes, látex o muestras biológicas, etc.), convirtiéndose así en la primera opción de las técnicas espectroscópicas tradicionales, complementarias y fuertes.
②Tecnología de microscopía fotoacústica. En los últimos años, se utiliza un rayo láser enfocado para escanear la superficie de una muestra sólida para medir la amplitud y fase de la señal fotoacústica generada en diferentes posiciones para determinar la estructura óptica, térmica, elástica o geométrica de la muestra, desarrollando así un La microscopía óptica acústica o la tecnología de imágenes fotoacústicas pueden realizar imágenes acústicas y visualizar estructuras finas superficiales o subterráneas de diversos metales, cerámicas, plásticos o muestras biológicas, especialmente para la investigación de imágenes en las estructuras subterráneas de dispositivos sólidos como circuitos integrados. Conviértase en una herramienta eficaz para pruebas no destructivas de diversos materiales o dispositivos sólidos.
Además, debido a la aparición de fuentes láser de alta potencia, el efecto fotoacústico se puede utilizar como fuente de excitación de señales acústicas para excitar ondas sonoras en gases, líquidos y sólidos para estudiar las propiedades acústicas de Los medios y la relación entre sonido y sonido, la interacción entre sonido y otra materia. Debido a que la fuente de excitación de la señal fotoacústica no tiene que estar en contacto directo con el medio, es particularmente adecuada para trabajos de investigación en condiciones extremas (como alta temperatura, baja temperatura, alta presión o ambiente corrosivo). Al mismo tiempo, la fuente de señal fotoacústica generada por la fuente de excitación puede moverse a alta velocidad en el medio sin provocar flujo, evitando así interferencias de ruido adicionales causadas por el flujo.
Las perspectivas de desarrollo del efecto fotoacústico son muy prometedoras según los expertos pertinentes.
③Tecnología fotoacústica Doppler. La tecnología fotoacústica Doppler se desarrolla sobre la base de la conversión fotoacústica. El efecto fotoacústico es que una sustancia absorbe energía luminosa modulada, y la energía luminosa absorbida se convierte en energía térmica, lo que produce cambios periódicos de temperatura dentro de la sustancia, haciendo que esta parte de la sustancia y sus medios adyacentes se expandan y contraigan con calor y contracción. , lo que provoca cambios periódicos de presión. Se genera una señal acústica con la misma frecuencia que la frecuencia de modulación de la luz. Si el material que absorbe la luz se está moviendo, las ondas sonoras recibidas por el observador tendrán un desplazamiento de frecuencia debido al efecto Doppler. Dado que las imágenes por ultrasonido y láser tradicionales se basan en ultrasonido o dispersión de luz, es difícil obtener imágenes del flujo sanguíneo a baja velocidad en los capilares. La tecnología Doppler fotoacústica se basa en el coeficiente de absorción de luz de los materiales. La melanina en los tumores y la hemoglobina en la sangre tienen altos coeficientes de absorción de luz. Por lo tanto, la tecnología Doppler fotoacústica se puede utilizar en medicina para medir la velocidad del flujo sanguíneo y las imágenes del flujo sanguíneo.