Новости

Nov 24, 2023

Спектрометр обнаруживает химические вещества, захватывая образцы лазерным лучом

В Hackaday нам нравятся проекты, в результате которых создается полезное лабораторное оборудование для

В Hackaday нам нравятся проекты, в результате которых создается полезное лабораторное оборудование за небольшую часть стоимости профессионального оборудования. [Лоренц] из компании Advanced Tinkering построил свой собственный прибор для спектроскопии лазерного пробоя, или LIBS, и это весьма впечатляющее устройство. LIBS — это метод анализа веществ для определения их химического состава. По сути, идея состоит в том, чтобы поразить образец мощным лазером, затем посмотреть на образовавшееся маленькое облако плазмы и измерить длины волн, излучаемые им.

Используемый Лоренц лазер представляет собой блок Nd:YAG, извлеченный из аппарата для удаления татуировок. После того, как он выдает импульс, фотодиод обнаруживает свет и запускает спектрометр, который состоит из дифракционной решетки, нескольких линз и зеркал и линейного ПЗС-датчика. Решетка разделяет падающий свет на составные компоненты, которые попадают на ПЗС-матрицу и запускают ее пиксели. Плата STM32 Nucleo считывает результаты и отправляет их на ПК для дальнейшей обработки.

Этот бит обработки сам по себе оказался полноценным проектом. [Лоренц] обратился к [g3gg0], разработавшему программное обеспечение, упрощающее работу спектрометра. Во-первых, это помогает при калибровке прибора. Направьте детектор на хорошо известный источник света, например лазер или люминесцентную лампу, затем выберите ожидаемые длины волн на полученном спектральном графике. Затем программное обеспечение автоматически вычисляет правильные коэффициенты для сопоставления каждого пикселя с определенной длиной волны.

Программное обеспечение также содержит базу данных спектров, соответствующих химическим элементам: как только вы взяли спектр неизвестного образца, вы можете наложить его на полученный график и попытаться найти совпадение. Полученная система, кажется, работает довольно хорошо. Образцы оксида железа и оксида серебра показали удовлетворительное соответствие составляющим их компонентам.

Мы уже видели другие типы спектрометров: если вы просто хотите охарактеризовать источник света, обратите внимание на эту модель на базе Raspberry Pi. Если вас интересует химический анализ, вы также можете взглянуть на этот рамановский спектрометр с открытым исходным кодом.