固体FTIR光声共振增强：提升检测灵敏度的新途径

固体FTIR光声光谱的共振增强是一种新颖的现象，首次在俞钢、张存洲和张光黄等人发表于《光学学报》1988年第8卷第1期的研究中被观察到。该研究聚焦于光声信号如何因光声池（通常采用双腔式设计，如NIα)LET-170SX FTIR光谱仪中的B光声池）的频率响应特性而呈现出共振增强效应。传统上，傅里叶红外(FTIR)光声光谱分析主要依赖于瑞利-金斯(RG)理论，该理论解释了固体表面与气体分子层之间的压力变化。然而，RG理论并未充分考虑气体传声器本身的声传递特性，这导致在实际测量中，光声信号的响应并不总是与理论预测一致。 共振增强效应起源于样品腔中气体传声器对声压信号的非线性响应，尤其是在光调制频率范围宽广的中红外区域（4000-400cm-1）。当光调制频率变化10倍时，光声池的传递特性通常会显示出不平坦性，这在双腔光声池中尤为明显，因为它们会表现出明显的声腔共振。这种共振现象可能会显著改变光声信号的强度分布，进而影响光声光谱的测量结果，甚至在谱图上形成特定的“光谱结构”，这些特征可能以前未被充分理解和利用。 研究者讨论了这种共振增强现象如何潜在地提高光声检测的灵敏度和信噪比，尤其是在那些需要精确测量光声信号与光调制频率关系的实验中。他们给出了一例应用共振增强方法来研究导电聚合物PTh样品中SP3结构缺陷的具体案例，表明这一技术对于深入理解材料内部结构具有重要意义。 总结来说，固体FTIR光声光谱的共振增强是一个重要的发现，它挑战了传统的分析方法，并为优化光声光谱测量提供了新的视角。通过更深入地理解并利用光声池的频率响应特性，研究人员可以获取更精确、更丰富的光谱信息，这对于材料科学、化学和物理学等领域都具有实际应用价值。