研究目的
为设计更具选择性和窄带特性的压力传感器，确定光声波的基频，并通过实验测量验证理论模型方法。
研究成果
通过实验验证了确定PA波基频的理论模型方法具有高精度（平均误差?4.212%，最低至?0.267%）。这使得设计更窄带、选择性更强的PA压力传感器成为可能。对激光参数的分析表明，脉冲持续时间和光束宽度会显著影响光谱成分，从而指导敏感检测的最优参数选择。
研究不足
该研究仅以蒸馏水为介质，可能无法代表所有实际应用场景。理论模型假设自由边界条件和球对称性，在现实情况中未必完全成立。实验精度受设备限制和环境因素影响。
1：实验设计与方法选择：
本研究基于光声波方程的频域解构建理论模型，在Erkol等人前期工作基础上进行改进。通过搭建实验装置，以蒸馏水为介质，测量不同激光参数下的光声信号来验证该模型。
2：样本选择与数据来源：
选用物理参数明确且在1550纳米波长具有强吸收特性的蒸馏水，采集激光脉冲产生的光声信号数据。
3：实验设备与材料清单：
包含二极管激光器（Thorlabs公司LPSC-1550-FC）、光纤（Thorlabs公司SMF-28-J9）、非球面光纤准直器（Thorlabs公司CFS2-1550和CFS5-1550）、驱动模块（Picolas公司LDP-V 50-100 V3.3）、任意/函数发生器（Tektronix公司AFG3021B）、膜式水听器（Onda公司HMA-0200）、前置放大器（Boteg公司）、末级放大器（Analog Devices公司AD8331-EVAL）以及示波器/数据记录仪（Picoscope 3206MSO）。
4：9）、非球面光纤准直器（Thorlabs公司CFS2-1550和CFS5-1550）、驱动模块（Picolas公司LDP-V 50-100 V3）、任意/函数发生器（Tektronix公司AFG3021B）、膜式水听器（Onda公司HMA-0200）、前置放大器（Boteg公司）、末级放大器（Analog Devices公司AD8331-EVAL）以及示波器/数据记录仪（Picoscope 3206MSO）。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：通过函数发生器触发驱动?？槭辜す舛懿龀澹谡袅笏猩晒馍藕?，由水听器检测后经放大器放大，最终使用示波器测量。采用快速傅里叶变换分析频谱，并通过Matlab处理数据。
5：数据分析方法：
将理论计算结果与实验数据进行对比，利用快速傅里叶变换进行频域分析，通过比较基频评估测量精度。
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Diode Laser
LPSC-1550-FC
Thorlabs Inc.
Light source for generating photoacoustic signals in distilled water.
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Optical Fiber
SMF-28-J9
Thorlabs Inc.
Transmission of laser beam to the experimental setup.
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Aspheric Fiber Collimator
CFS2-1550
Thorlabs Inc.
Collimating the laser beam for uniform illumination.
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Aspheric Fiber Collimator
CFS5-1550
Thorlabs Inc.
Collimating the laser beam for uniform illumination.
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Arbitrary/Function Generator
AFG3021B
Tektronix
Generating trigger pulses for the laser driver.
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Driver Module
Picolas LDP-V 50-100 V3.3
Driving the laser diode with pulsed signals.
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Membrane Hydrophone
HMA-0200
Onda Inc.
Detecting acoustic pressure waves in water.
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Preamplifier
Boteg Inc.
Amplifying the detected acoustic signals.
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Operational Amplifier
AD817
Analog Devices Inc.
Used in preamplifier design for signal amplification.
暂无现货
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Differential Line Driver
AD815
Analog Devices Inc.
Driving capacitive loads in the preamplifier.
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Voltage-Controlled Amplifier
AD8331-EVAL
Analog Devices Inc.
Final amplification of signals for high SNR.
暂无现货
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Oscilloscope/Data Logger
Picoscope 3206MSO
Measuring and analyzing acoustic signals, including FFT spectrum analysis.
暂无现货
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