Jump to content

    
Sign in to follow this  
DASM

калибровка домашнего спектрофотометра

Recommended Posts

Спектрометр лучше не разбирать, а искать перестраиваемый источник света с контролем интенсивности независимым детектором. Т.е собирается система из двух спектрометров- один- калибруемый, второй- монохроматор с источником света, между ними или светоделитель, или всовываемый в луч болометр. еще помним о потерях на  промежуточной оптике. Ну и решетки диффракционные могут иметь очень разные спектральные эффективности в зависимости от метода изготовления- реплика резанной решетки или голографическая.

Как источник для калибровки для видимого спектра и УФ рекомендую Heraeus FiberLight D2 - дейтериевая ВЧ лампа сквозь апертуру которой светит мелкая калиброванная галогенка.

Basic.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites
6 minutes ago, khach said:

Как источник для калибровки для видимого спектра и УФ рекомендую Heraeus FiberLight D2 - дейтериевая ВЧ лампа сквозь апертуру которой светит мелкая калиброванная галогенка.

никто не предлагает "разобрать спектрометр" :))

Эта лампочка хороша для серьезных применений, автору для калибровки мониторов это действительно излишество, ну, если только у него имеется лишняя тысяча евро или около того, т.к. аппараты от Heraeus стоят недешево.

Share this post


Link to post
Share on other sites
24 минуты назад, alexunder сказал:

Ув. @Tanya, Вы неправильно меня поняли. Под спектрометром понимался тот самодельный приборчик, который автор хочет сделать (не зря я слово в кавычки заключил). В нем на линейную матрицу приходит "раскиданный" спектр, речь о том, чтоб просканировать этот спектр с помощью диода с известной кривой отклика.  В этом случае отклик диода vs дистанция вдоль спектра позволит оценить спектр самого источника. После этого поставить обратно матрицу и, совместив данные, получить весьма неплохую оценку отклика самого прибора.

 

Самодельный или нет, - все равно, не вижу смысла никакого. Надо сделать прецизионную "подвижку" и еще много всякого... В приборах такого типа с механической разверткой зачем-то ставят т.н. "косекансный механизм"... И еще куча проблем. Второй порядок как убирать?

Кто-нибудь знает, как это сделано в Ocean Optics? Не видела внутренностей никогда... Разбирать не буду!

Вы предлагали таким способом прокалибровать помоечную лампу? Проще купить нормальную лампу с калибровкой. И поверить ей (не ее) без поверки пирометром.

16 минут назад, khach сказал:

Как источник для калибровки для видимого спектра и УФ рекомендую Heraeus FiberLight D2 - дейтериевая ВЧ лампа сквозь апертуру которой светит мелкая калиброванная галогенка.

 

Ультрафиолет ТС совсем не нужен. Даже вреден.

Share this post


Link to post
Share on other sites
32 minutes ago, Tanya said:

Самодельный или нет, - все равно, не вижу смысла никакого. Надо сделать прецизионную "подвижку" и еще много всякого... В приборах такого типа с механической разверткой зачем-то ставят т.н. "косекансный механизм"... И еще куча проблем. Второй порядок как убирать?

Кто-нибудь знает, как это сделано в Ocean Optics? Не видела внутренностей никогда... Разбирать не буду!

Вы предлагали таким способом прокалибровать помоечную лампу? Проще купить нормальную лампу с калибровкой.

Что ж так тяжело-то?

Итак, начнем сначала.

1. Автор обратился на форум, т.к. сам делает нечто вроде спектрометра (это и подразумевается в моем сообщении под спектрометром!!!) из подручных материалов, т.е. бюджет у него небольшой да и приложение не требует высокой точности.

Его спектрометр, как я понял, состоит из:

- источника типа галогеновой лампочки

- диспергирующего элемента, т.е. решетки (пока не важно, что выступает в его качестве)

- линейного фоточуствительного элемента (матрицы), на который проецируется спектр, создаваемый решеткой.

 

2. Ему хочется откалибровать спектрометр. В такой системе спектр "раскидан" вдоль длины матрицы:

т.е. пиксель №1 будет соответствовать длине волны 400нм,

пиксель №2 - 405нм

пиксель №3 - 410нм

....

пиксель №1024 - 800нм

 

это для примера, как именно будет выглядеть это распределение зависит от решетки, оптической схемы и т.п.

 

3. Я предлагаю простейший и удобнейший способ для того, чтобы получить кривую отклика его спектрометра

Условие: все компоненты системы жестко зафиксированы в рабочем положенеии, лампа прогрета и питается от стабилизированного источника тока.

- Убираем матрицу и вместо нее ставим в точку пикселя №1 ФД с известным из datasheet откликом I ~f(λ). Двигаем ФД по направлению массива матрицы, пока не достигнем положения соответствующего конечному пикселю. В итоге получаем кривую I~f(x), где x-линейное перемещение.

- Теперь нужно выяснить связь между x и длиной волны, т.е. x~f(λ). Примерно оцениваем какие длины волн соответствуют начальному и конечному положению, допустим это 400нм и 800нм для начала и конца соответственно (как в примере выше). Тут уж автор сам на глаз должен оценить, а можно с помощью полупроводниковых лазеров известной волны, думаю, он на форумах хоббистов уже провентилировал сей вопрос.

- В конце концов имеем отклик фотодиода в установленной системе как I*~f(λ). Зная его настоящий отклик из datasheet, получаем отклик источника света и решетки (не забываем, что дифф. решетки имеют неравномерный отклик!).

 

4. Зная то, как распределены интенсивности в спектре, падающем на матрицу, несложно отпределить отклик и самой матрицы, что в конечном итоге и требует автор.

 

Вот и все. Делов на час, если система готова. Трудность возникнет с перемещением диода, т.к. нужно аккуратно двигать в течение длины матрицы, а это 1-1.5 см в зависимости от матрицы, но ведь автору не нужен шаг в 1нм, для его приложения хватит шага 20, а то и 50 нм.

 

32 minutes ago, Tanya said:

Вы предлагали таким способом прокалибровать помоечную лампу? Проще купить нормальную лампу с калибровкой.

Я пользуюсь дешевенькой лампочкой OSRAM XENOPHOT 250Вт для фотометрических измерений сенсоров для своих клиентов, среди которых есть и ESA (европейское космическое агенство), лампочка мусорная, но от стабилизированного источника тока дает превосходный результат.

Share this post


Link to post
Share on other sites
10 минут назад, alexunder сказал:

3. Я предлагаю простейший и удобнейший способ для того, чтобы получить кривую отклика его спектрометра

Проще, надежнее, быстрее и дешевле купить лампу.

Вот, немного не поленилась -

http://baraholka.com.ru/bulls/1213147.htm

7 минут назад, DASM сказал:

галогенка только для калибровки, как источник вроде как вполне вычисляемого спектра.

Если галогенка с помойки, то нужен пирометр... И плохая она с помойки.

Share this post


Link to post
Share on other sites
8 minutes ago, Tanya said:

Проще, надежнее, быстрее и дешевле купить лампу.

Вот, немного не поленилась -

http://baraholka.com.ru/bulls/1213147.htm

Если галогенка с помойки, то нужен пирометр... И плохая она с помойки.

мне неясно, зачем пирометр

Share this post


Link to post
Share on other sites

Пирометр может измерить температуру. У хорошей лампы с ленточкой лучше и точнее, чем у произвольной с помойки.

По ссылке лампы с индивидуальной калибровкой...

Share this post


Link to post
Share on other sites
7 минут назад, DASM сказал:

зачем мне ее измерять,  можно просто же в двух точках снять показания

В каких точках... что измерить хотите? Прочитали про спектральную ширину? Мы ее не знаем...

Share this post


Link to post
Share on other sites

мне известен вид графика при одной температуре. По закону Вина. И он известен при другой. Величины температур неважны.

Соотношение температур я смогу вывести  по любой точке. Знаю соотншение температур - могу сопоставить графики. Мне только надо знать, какая тока матрицы какую длину волны измеряет. Это вроде несложно. Что тут не так? По крайней мере в теории

Wiens_law.svg.png

Мне в итоге то надо получить относительную спектральную чувствительность точек матрицы. Тут даже неравномерности решетки роли не играют

вот тут на 67 стр. что-то подобное кажется применяли для измерения температуры тела с неизвестной чернотой

KazakovVA_diss.pdf

Share this post


Link to post
Share on other sites

Опять 25. Это плотность энергии. А спектральная ширина разная может быть... И чувствительность... Вы думаете, что так можно определить температуру?

Вот бывают такие пирометры с несколькими датчиками... Даже с двумя... Но их калибруют по лампе...

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 minute ago, Tanya said:

Опять 25. Это плотность энергии. А спектральная ширина разная может быть... И чувствительность... Вы думаете, что так можно определить температуру?

Вот бывают такие пирометры с несколькими датчиками... Даже с двумя... Но их калибруют по лампе...

мне не надо температуру считать тем не менее. Я запустался короче чего я вообще хотел.

"то так можно определить температуру?" а почему нет? У фотосферы Солнца 6000 полагая его АЧТ - а это так. И летать не надо, и мерять пирометром. Просто по цвету. ПО максимуму излучения.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Галогенка " с помойки" имеет встроенный УФ фильтр, который режет в том числе и синюю область спектра. Ищите древние советские галогенки из плавленного кварца с прожилками- там спектр более близок к рассчетному. Но есть другая проблема- если галогенка юзаная, то часто на колбе напыляется металл, который режет и световой поток, и спектр. Лампы от Хераус продаются с калибровкой, а если без калибровки, то все равно приведен типичный спектр, который плюс-минус 10% сохраняется достаточно долго. Лампы можно на е-бае искать, дешевле чем от официалов. Со вторым порядком спектра в спектрометрах борятся с помощью колеса с фильтрами. Это отдельная опция и ее нет в стандартной поставке. Калибровка по интенсивности с фильтрами та еще забава, т.к фильтры часто без просветляющего покрытия и потери сильно зависят от угла установки фильтра, а он обычно слегка отличается от 90 градусов для отсутствия левых отражений.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this