Spektroskopi Photoacoustic (PAS): Prinsip, Teknologi, dan Aplikasi

2. Prinsip -prinsip dasar PAS

2.1 Efek photoacoustic

Efek fotoakustik adalah generasi gelombang akustik setelah penyerapan radiasi elektromagnetik yang dimodulasi (biasanya inframerah, terlihat, atau sinar ultraviolet) oleh suatu bahan.

2.2 Mekanisme

1. Sumber cahaya termodulasi: Cahaya, seringkali dari laser, dimodulasi (berdenyut atau cincang) pada frekuensi tertentu.
2. Penyerapan: Sampel menyerap foton, meningkatkan energi internalnya.
3. Relaksasi non-radiatif: Energi yang diserap dikonversi menjadi panas melalui tabrakan molekuler.
4. Ekspansi termal: Pemanasan lokal menyebabkan ekspansi termal berkala dan kontraksi sampel atau media sekitarnya.
5. Generasi gelombang tekanan: Osilasi termal ini menghasilkan gelombang tekanan (suara).
6. Deteksi: Gelombang tekanan terdeteksi oleh mikrofon atau sensor piezoelektrik dan dikonversi menjadi sinyal listrik.

2.3 Hukum Bir - Lambert

Intensitas PAS diatur oleh undang -undang Beer -Lambert, yang menghubungkan penyerapan cahaya dengan sifat -sifat material:

$$\mathrm{SAYA}={\mathrm{SAYA}}_0\cdot e^{-AL}$$

Di mana:

• ${\mathrm{SAYA}}_0$${\mathrm{<span\; style="font-family:\; Georgia,\; \text{'}Times\; New\; Roman\text{'},\; \text{'}Bitstream\; Charter\text{'},\; Times,\; serif;\; font-size:\; 16px;">\; :\; Intensitas\; Cahaya\; Insiden</span>}}_{}$
• $\mathrm{SAYA}$$\mathrm{<span\; style="font-family:\; Georgia,\; \text{'}Times\; New\; Roman\text{'},\; \text{'}Bitstream\; Charter\text{'},\; Times,\; serif;">\; :\; Intensitas\; cahaya\; yang\; ditransmisikan</span>}$
• $A$$\mathrm{<span\; style="font-family:\; Georgia,\; \text{'}Times\; New\; Roman\text{'},\; \text{'}Bitstream\; Charter\text{'},\; Times,\; serif;">:\; Koefisien\; penyerapan</span>}$
• $L$$\mathrm{<span\; style="font-family:\; Georgia,\; \text{'}Times\; New\; Roman\text{'},\; \text{'}Bitstream\; Charter\text{'},\; Times,\; serif;">:\; Panjang\; jalur</span>}$

Dalam PAS, penyerapan yang lebih kuat menghasilkan sinyal akustik yang lebih kuat, memungkinkan untuk analisis kuantitatif.