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首先，激光源會發出一束特定波長的光，這束光通過光纖傳輸到樣品室。當光照射到樣品室中的氣體時，氣體分子會吸收光能并產生振動。吸收了光能的氣體分子會產生熱量，導致氣體溫度升高。隨后，氣體分子會通過熱傳導將熱量傳遞到周圍的固體介質中。當氣體分子冷卻下來時，它們會以聲波的形式釋放出吸收的光能。這些聲波會被聲學傳感器接收并轉換成電信號，然后通過電子設備進行分析和處理。

在實際應用中，光聲光譜多氣體分析儀廣泛應用于多個領域。在環境監測領域，它可以用于檢測空氣中的有害氣體，如二氧化硫、二氧化氮等，以及對環境變化敏感的氣體，如甲烷、二氧化碳等。在工業過程控制中，它可以用于監測產品或工藝過程中氣體的成分，以確保產品質量和工藝過程的穩定性。在醫療診斷中，它也可以用于測量人體呼出的氣體中某些特定成分，以幫助診斷疾病，如糖尿病、肝病等。