一种高Q值椭圆差分共振光声腔的理论研究

光声腔的性能是决定光声光谱检测灵敏度的重要因素。为了增强光声光谱检测系统的信噪比和抗干扰能力,本文首次提出一种新型的椭圆差分共振光声腔,建立了其声学特征模型并利用COMSOL软件对光声腔的声学特性进行仿真研究。研究结果表明,当椭圆截面上的混合模态在短轴方向存在奇数个角向波节时,长轴两端声压达到峰值且相位反相;当椭圆腔的半长轴长度低于4cm时,谐振频率能达到10kHz以上,Q值可达到1 835。基于这种椭圆差分光声腔,可实现光声信号的差分检测,抑制环境共模噪声;利用共振腔的高Q值特性,能有效地增强系统信噪比,实现高灵敏度的光声检测。