【導(dǎo)讀】光聲效應(yīng)（photoacoustic effect）在19世紀(jì)被發(fā)現(xiàn)，它可以將光轉(zhuǎn)換成聲音。當(dāng)物質(zhì)受到周期性強(qiáng)度調(diào)制的光照射時(shí)，產(chǎn)生聲信號(hào)的現(xiàn)象。用光照射某種媒質(zhì)時(shí)，由于媒質(zhì)對(duì)光的吸收會(huì)使其內(nèi)部的溫度改變從而引起媒質(zhì)內(nèi)某些區(qū)域結(jié)構(gòu)和體積變化；當(dāng)采用脈沖光源或調(diào)制光源時(shí)，媒質(zhì)溫度的升降會(huì)引起媒質(zhì)的體積漲縮，因而可以向外輻射聲波。這種現(xiàn)象稱為光聲效應(yīng)。
光聲效應(yīng)（photoacoustic effect）在19世紀(jì)被發(fā)現(xiàn)，它可以將光轉(zhuǎn)換成聲音。當(dāng)物質(zhì)受到周期性強(qiáng)度調(diào)制的光照射時(shí)，產(chǎn)生聲信號(hào)的現(xiàn)象。用光照射某種媒質(zhì)時(shí)，由于媒質(zhì)對(duì)光的吸收會(huì)使其內(nèi)部的溫度改變從而引起媒質(zhì)內(nèi)某些區(qū)域結(jié)構(gòu)和體積變化；當(dāng)采用脈沖光源或調(diào)制光源時(shí)，媒質(zhì)溫度的升降會(huì)引起媒質(zhì)的體積漲縮，因而可以向外輻射聲波。這種現(xiàn)象稱為光聲效應(yīng)。
光聲效應(yīng)被應(yīng)用于非分散性紅外吸收光譜（NDIR Non-Dispersive InfraRed）等設(shè)備中，NDIR是第一個(gè)利用這種效應(yīng)檢測(cè)氣體的商用設(shè)備。NDIR是一種基于氣體吸收理論的方法。紅外光源發(fā)出的紅外輻射經(jīng)過一定濃度待測(cè)的氣體吸收之后，與氣體濃度成正比的光譜強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化，因此求出光譜光強(qiáng)的變化量就可以反演出待測(cè)氣體的濃度。
調(diào)制光強(qiáng)度會(huì)產(chǎn)生周期性的壓力變化，這種變化可通過像麥克風(fēng)這樣的聲音檢測(cè)設(shè)備來(lái)測(cè)量的。比較光聲效應(yīng)不同實(shí)現(xiàn)方式的標(biāo)準(zhǔn)包括選擇性、靈敏度和尺寸。
隨著當(dāng)今人們對(duì)建筑效率的不斷提高，空氣流動(dòng)性也隨之降低?？赡軙?huì)導(dǎo)致氧氣減少以及二氧化碳（CO2）濃度的累積。通過檢測(cè)有害氣體水平可以預(yù)防健康問題。基于光聲光譜（PAS），英飛凌公司開發(fā)了XENSIV PAS環(huán)境傳感器，就用于檢測(cè)CO2濃度。微型化傳感器克服了現(xiàn)有的尺寸、成本和性能挑戰(zhàn)。
使用一個(gè)高靈敏度的MEMS麥克風(fēng)作為探測(cè)器和集成印刷電路板（PCB）的設(shè)計(jì)比商用的CO2傳感器減少了75%以上的空間需求。PCB上的集成（在14 x 13.8 x 7.5 mm²模塊中）了包括PAS傳感器和探測(cè)器、紅外光源和光學(xué)濾波器、用于信號(hào)和算法處理的微控制器以及驅(qū)動(dòng)紅外源的MOSFET芯片。
傳感器中的IM69D130 MEMS麥克風(fēng)以69dB（a）的信噪比（SNR）檢測(cè)CO2分子產(chǎn)生的壓力變化。
除了智能家居和樓宇自動(dòng)化應(yīng)用，如按需控制的通風(fēng)系統(tǒng)、空氣凈化器和恒溫器，PAS傳感器具有體積小、成本低等特點(diǎn)，適用于車內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)。
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