基于光声场-光声池耦合度分析的光声池尺寸优化设计研究

光声(photoacoustic, PA)光谱技术因其灵敏度高、响应速度快等优点而受到广大学者关注。目前，光声场(photoacoustic field, PAF)–光声池(photoacoustic cell, PAC)耦合度对PA信号的影响尚无定论，基于PAF-PAC耦合度分析的PAC尺寸优化设计研究也鲜有报道。为此以圆柱形PAC为例，分析了PAF-PAC耦合度的影响因素及其对PA信号的影响。同时，制作了多种尺寸的圆柱形PAC，对其检测性能进行了测试。结果表明：PA信号强度随聚焦镜焦距和聚焦镜到PAC窗片的距离的增加而减弱，而随激光出射点到聚焦镜的距离以及光束几何中心线到微音器的距离的增大先增强后减弱；PAC的长度对其检测性能的影响较大，而半径对其性能影响较小。研究结果为圆柱形非谐振式PAC的尺寸设计及其与聚焦镜和激光出射点相对位置的选取提供了参考。