一、對樣品“包容性”更強：無需復雜預處理

 

傳統光譜技術（如紫外-可見吸收光譜、紅外光譜）往往受限于樣品的光學特性，而光聲檢測幾乎打破了這些限制。

 

適用于強散射/渾濁樣品：對于渾濁液體（如血液、泥漿）、粉末（如藥品粉末、土壤顆粒）或不透明固體（如塑料、金屬鍍層），傳統光譜技術會因光的散射或反射導致信號衰減、失真，而光聲檢測器通過檢測光吸收產生的聲波，不受樣品透明度影響，無需對樣品進行研磨、稀釋等預處理。

 

無需樣品透光性：例如，在檢測深色涂料中的微量成分時，紅外光譜可能因涂料強烈吸收光而無法獲得有效信號，光聲檢測卻能直接響應吸收產生的熱能轉化聲波，準確捕捉成分信息。

 

對樣品形態要求低：無論是氣體、液體、固體，還是薄膜、纖維等特殊形態，光聲檢測器都能直接檢測，無需定制樣品池或調整光路，大大簡化了分析流程。

 

二、檢測靈敏度“天花板”級：捕捉微弱信號

 

光聲檢測的靈敏度遠超許多傳統光譜技術，這與其信號產生機制密切相關。

 

直接響應能量吸收：傳統光譜技術（如熒光光譜）的信號強度受量子產率等因素限制，而光聲信號直接與樣品吸收的光能量成正比，即使是吸收系數極低的物質（如痕量污染物、低濃度氣體），只要有光吸收就會產生聲信號，理論上可實現單分子級檢測。

 

抗背景干擾能力強：環境光、儀器噪聲等光學干擾對光聲檢測影響極小，因為聲信號的頻率可通過調制光源精確控制，檢測器僅響應特定頻率的聲信號，相當于自帶“信號過濾”功能。例如，在檢測大氣中ppb級（10??）的有害氣體時，光聲檢測器能有效排除陽光等背景光干擾，而紫外吸收光譜可能因背景噪聲難以區分微弱信號。

 

三、空間分辨率更優：實現微區與深度分析

 

光聲檢測在空間維度上的優勢，使其在微區分析和分層檢測中不可替代。

 

高空間分辨率：通過聚焦光源，光聲檢測器可實現微米級甚至納米級的空間分辨率，適合分析樣品表面或內部的微小區域（如生物細胞內的細胞器、材料的微結構缺陷）。傳統紅外光譜的空間分辨率受衍射極限限制，通常在微米級別以上，難以滿足微區分析需求。

 

深度分層檢測：利用光的穿透深度與波長的關系，通過調節入射光波長，光聲信號可反映樣品不同深度的成分信息（如皮膚表層與深層的成分差異、多層材料的界面特性）。這種“無損深度剖析”能力是許多傳統光譜技術（如拉曼光譜）難以實現的，后者更多反映樣品表面或淺表層信息。

 

四、適用光譜范圍更廣：突破光學材料限制

 

傳統光譜技術的檢測范圍往往受限于光學元件（如光柵、檢測器）的材質，而光聲檢測幾乎覆蓋從紫外到太赫茲的全光譜范圍。

 

無光學元件限制：例如，在太赫茲波段，傳統光譜儀因缺乏高效的光學透鏡和檢測器而難以應用，而光聲檢測器只需光源能覆蓋該波段，即可通過聲信號檢測，無需依賴特殊光學材料。