锁相放大器（Lock-in Amplifier，简称LIA）是一种 精密的电子测量仪器，它利用输入信号与参考信号之间的相位关系来增强信号的检测能力，同时抑制噪声。锁相放大器广泛应用于各种物理、化学、生物等领域的实验和测量中，如光强检测、电化学、磁共振等。
锁相放大器的基本原理是利用正弦函数的正交性。具体来说，当两个频率相同且相位相同的正弦函数相乘，然后对乘积进行积分（积分时间远大于两个函数的周期），其结果为零。如果两个函数相等且同相位，则平均值等于幅值乘积的一半。锁相放大器通过这种原理，能够从干扰极大的环境中分离出特定载波频率的信号，并且只对被测信号本身和那些与参考信号同频（或者倍频）、同相的噪声分量有响应，从而大幅度抑制无用噪声，改善检测信噪比。
锁相放大器在低信噪比的环境下尤为有用，能够恢复传感器提供的微弱电信号。它在WM-TDLAS系统中被视为核心器件，有助于实现气体传感系统的小型化、低功耗和可远程调控等发展目标。此外，锁相放大器还可以用于精密交流电压仪、交流相位计、噪声测量单元、阻抗谱仪、网络分析仪、频谱分析仪以及锁相环中的鉴相器等多种应用。
总之，锁相放大器是一种强大的信号处理工具，特别适用于在噪声环境下提取微弱信号。