Господа, требуется источник свет с переменной длиной волны 300-1000 нм. Можно чуть уже или рассмотрю возможность комбинирования.
Что пока удалось нарыть - так это в отечественном фотометре КФК-3 галогеновая лампа, длина волны управляется напряжением.

Но что-то подсказывает, что есть более изящные и стабильные решения. Светодиодны такие бывают?

Что-то Вы тут путаете. 300нм это довольно далекий ультрафиолет. Никакая галогеновая лампа (накаливания) не отдает разумной мощности на такой длине волны. Максимумом длины волны изменением напряжения управлять можно, но при этом в любом случае спектр излучения очень широкий и нужно оптикой выделять определенную длину волны. Что касается светодиодов и лазеров, то там длина волны строго определяется шириной запрещенной зоны полупроводника и изменяться практически не может. Найти набор светодиодов на ряд длин волн можно, но на дальний ультрафиолет что-то я не видел.

Галогенка светит во всем видимом диапазоне + ИК, уменьшая напряжение, вы всего лишь уменьшите яркость её светового потока, практически никак не повлияв на спектр.
То, что изменяя напряжение, вы управляете спектром выходного излучения - скорее всего означает прохождение света от галогенки через систему зеркал и дифракционной решетки, поворот которой управляется напряжением, и угол поворота которой и определяет выходной спектр излучения.
А спектралку обычной галогенки я недавно мерил, вот вам для ликбеза:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
По горизонтали - длина волны в нм, по вертикали - значение сигнала (в каких единицах - не столь важно).

зачем обманываете? температура спирали зависит от тока.

Эх, я бы тоже такой хотел!
В спектрометрах УФ излучение получают при помощи дейтериевой лампы.
Бывают и светодиоды, но спектр их довольно узкий. Перекрыть весь диапазон - будет жутко дорого и громоздко.
Так что выкладывайте, зачем Вам такой источник, насколько мощный, с насколько равномерным спектром и т.д.

Herz, хочу сделать устройство, содержащее в себе очень компактный фотоколориметр.
Да, я знаю, что ФЭК сложное устройство, но у меня оно будет проще ибо анализировать нужно будет один и тот же раствор, характеристики контрольного раствора будут известны заранее и забиты в память, да и объем анализируемой жидкости - 0.5 мл.
Набрел на форум ремонтников медийинского оборудования, там очень много про КФК-3 расписано. Не нашел ответа на вопрос, что там за светофильтры, но какая-то информация о том, что галогеновая лампа меняет длину волны и напряжение на ней регулируется, там была.

Еще раз посмотрел предполагаемую методику - я соврал. Нужно от 405 до 515 нм. С шагом 10 нм.
Насколько монохроматичны светодиоды?

Ну можно и так

Галогенная лампа плюс монохроматор. Призменный или решеточный. Управление длиной волны- шаговым двигателем. Если нужен ультрафиолет- еще и дейтериевая лампа добавляется. Можно найти все на ебае за пару тысяч вечнозеленых (старый спектрофотометр). Или вот от белорусов купите http://www.solarlaser.com/ml44.html - очень удобный мелкий монохроматор для световодного источника свет. Две рещетки. Существует более-менее дешевый заменитель- линейка светодиодов, работающая на общее волокно. Только у линеек ширина спектра 25-50 нм минимум (т к широкая весьма) и есть проблема с желтой областью спектра.

Понимаю. Передо мной тоже схожая задача стоит: определять спектр поглощения жидкости примерно того же объёма в примерно том же диапазоне. Только два нюанса: шаблонов несколько и быстродейтвие критично. Прихожу к выводу, что удобнее использовать мощный белый светодиод. С калибровкой спектра. Основная загвоздка сейчас в фокусировке исходного луча и последующей коллимации выходного для сенсора. Конструкция не получается компактной.
С характеристиками светодиодов, подходящих под Вашу задачу, можете легко ознакомиться при помощи Гугла. Если нужно, дам ссылку на производителей УФ сборок из светодиодов с шагом 10нм. Но готовьтесь к расходам. Мне они оказались не по карману.
Если не секрет, какова сфера применения?

Вай-вай, где вы раньше были? дайте пожалуйста.



Судебная медицина.

Видел когда-то перестраиваемый источник на лампе с интерференционным фильтром. Фильтр был градиентным- подложка типа предметного стекла микроскопа, на ней нанесен фильтр, у которого полоса пропускания плавно изменяется по длине фильтра. Устройство было неоконченным прототипом. Но вот сделать такому фильтру управление типа voisecoil- скорость перестройки будет весьма высокая. Вот только методика напыления градиентных интерференционных фильтров утеряна. Может кто из пыльщиков-технологов подскажет, как можно такую штуку реализовать?

Здесь. Фирма основана, насколько я знаю, выходцами из бывшего союза. Обратитесь к руководителю - проф. Юрию Биленко.

Не.... слишком короткие волны..

Я не знаю, что такое спектралка, но то, что Вы приводите не годится для ликбеза.


Как вариант - лампа-вспышка и призма, далее - фотоаппарат или линейка... Или набор интерференционных фильтров...
Или Ocean Optics... сразу.

То есть - призма раскладывает свет на составляющие разнессенные по оси Х, просвечиваем раствор всеми длинами волн сразу, а за раствором линейка, которая в соответствующих местах измеряет интенсивность каждой из волн?
Интересно, но тут два момента
1. Не рассеет ли раствор лучи?
2. Видел линейку с размером одного сенсорного элемента 16 мкм. Это с какой точностью нужно позиционировать призму и линейку... Не каждый ЧПУ справится.

А не надо ничего позиционировать, только откалиброваться по источникам света с известным спектром.

Какой-такой ЧПУ? Купите сразу что-нибудь у Ocean или их конкурентов. Рассеяние в чистом растворе мало, а основная сложность - корректировка 100% линии. Тут ничего не сделаешь - это основной недостаток однолучевых методов.
Есть еще МНПВО. Нарушенное полное внутреннее отражение. Кварцевый световод погружается в жидкость... Кванты немного вылезают за стенки. Какая-то часть их поглощается. Это так грубо... на пальцах.

То есть грубо подобрать расстояние от призмы до сенсора, чтобы разброс спектра соответствовал длине сенсора, посветить УФ, затем ИК диодами, после чего получаем начало и конец диапазона. Далее делим на разность длин вол и получаем шаг... Это можно организовать автокалибровку при старте.

Tanya, готовые модули у Ocean это что? Пока нашел в их каталоге только сенсоры цвета.

Хоть по каким ключевым англицким словам искать?

Вот, например -
http://www.oceanoptics.com/products/sts.asp
Есть и законченные спектрометры.

Спасибо. Пока не разобрался с их ассортиментом, может и есть что-то что подойдет для моей задачи как ключ к замку.

Но философия устройства странная получается.... Зачем мне спектрометр? Он нужен для полихроматического свечения с неизвестным спектром. А фотоколориметрия подрузумевает мнонохроматический свето, проходящий через раствор. В отечественном КФК-3 используется галогеновая лампа, которая дает свет от 300 до 1000 нм. Далее вогнутая дифракционная решетка. То есть по сути фильтр. И, как я понял из бесед на форуме ремонтников медтехники прибор нуждается в калибровке с хитрыми светофильтрами, которые кстати тоже нуждаются в поверке.

Вырисовывающийся же способ подразумевает позволит обойтись без светофильтров, калибровать автоматически. Уж не знаю, смещается ли спектр светодиода при его деградации, но зато не деградирует призма, так что это смещение с использованием призмы можно уловить сенсором.

Спектр мне измерять не надо - я буду знать длину волны калибровочных светодиодов и смогу вычислить, в каком из элементов CCD сенсора должна оказаться искомая часть света галогеновой лапмы, разложенная призмой.




размер пиксела у ocean 50 мкм. Я видел сенсоры Toshiba c 15 мкм

Hamamatsu - 7,5 мкм

почитал про продукцию океан. Готовые спектрометры не нужны. Много лишнего, да и габариты. Спектрометрами они также называют сенсоры типа CCD. Но видимо они берут свет разложенный призмой.

Господа, подскажите а где бы купить призмочки? Пока по поиску натыкаюсь только на линзы либо на готовые оптические системы.

Например, amazon.com, ebay.com и т.п. Применяются как учебные пособия, элементы декора, в фотоэффектах и т.п. Также, теоретически можно найти маленький алмазик или какой-либо другой камень соответствующей формы или призму в составе какой-либо бытовой техники, типа лазерных принтеров, тем более, что всё равно нужно где-то брать линзы.

А можно чуть подробнее? Всю голову уже сломал, фантазируя, как утрамбовать луч от мощного светодиода в узкий пучок и пропустить через жидкость. Теоретически - ничего особенного, но практически - очень громоздко. И со световодами проблем не меньше...

А учитывая компактность, небольшие размеры: толщина кюветы (2 стекла плюс пространство между ними - 3 мм, размеры окна - 25х5мм - понадобятся ли вообще линзы? светодиод (с линзой кстати) рядом с призмой, от призмы до сенсора миллиметров 5 будет.
Нужны ли линзы?

Тоже не знаю. В норме такие штучки делают очень разные - бывают в виде клиньев специальных, мы (давно было) использовали кварцевую палочку. Свет туда запихивали линзой соответствующей. Видела (снаружи только) такую систему из алмаза. С соответствующими размерами. Почему мы использовали такой способ, точно не помню. Кажется, чтобы избежать очень тонких кювет.


Лучше бы Вам без опыта в этом деле самому не браться за эту работу. Закажите где-нибудь.

Надеюсь, Вы уже посветили первым попавшимся светодиодом сквозь первую попавшуюся призму до того, как планировать такую конструкцию.

Остановился на TCD1304AP http://www.oceanoptics.com/technical/detec...batcd1304ap.pdf

Скажите, реально ли окучить без ПЛИС? Я видел здесь целую тему на 5 страницах, где расписывпались ужасы управления и таймингов при использовании CCD.
А это какая-то странная линейка - управляющих сигналов всего 3, плюс один выход. Подозрительно просто... Если что - я собираюсь рулить им с помощью SMT32F4 (160 МГц).

CMOS вроде бы попроще и подешевле, но говорят качество хуже... ПОдойдет ли CMOS для спектрометрии?

Реально при использовании внутреннего АЦП. У STM32 достаточно таймеров, чтобы все дрыгоножество организовать на них. Только при 5 В буфера не забыть надо- там нехилые нагрузки емкостные.
Только вопрос- вам нужен источник света или измеритель длины волны? Это все-таки разные вещи. Ну и на самой призме ничего хорошего неполучится- нужны еще две линзы-объектив и окуляр, чтобы формировать изображение щели на ССД. Оушен использует вогнутые диффракционные решетки, поэтому получает меньше оптических элементов и линейность характеристики номер пикселя-длина волны. С призмой линейного закона неполучится- дисперсия призмы зависит от длины волны.

За деградацию не скажу, а вот от тока спектр немного смещается.. (Видимо, из-за изменения температуры кристалла).
--
Сорри за оффтоп, но продолжу ликбез для начинающих.

У меня встречный вопрос: зачем писать что-либо, если не разбираетесь в теме?
Температура спирали зависит от тока, но я говорил о спектре, спектр практически не меняется от температуры - меняется поток излучения.
На рисунке ниже - пример спектральной характеристики галогеновой лампы в зависимости от тока лампы.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
--

Если Вы не знаете, что такое спектралка, как можно судить - годится или нет?
Спектралка - это спектральная характеристика, а ликбез - ликвидация безграмотности :-)
И ликбез заключается в том, что на первом рисунке я показал, что лампа светит только во всем видимом и ИК диапазонах, а в УФ-области "молчит".
На втором рисунке выше ликбез заключается в том, что если пускать через лампу разный ток (или изменять напряжение), спектр лампы практически не меняется. Она как светила во всем видимом + ИК диапазонах, так и светит (правда с меньшей интенсивностью), и ваша температура спирали ей "до лампочки" ))
--
Автора прошу прощенье за оффтоп и засорение топика, но пусть школота, еще и обвиняющая во вранье, просветится.

т.е. Вы хотите сказать, что если тело нагреть, к примеру, до 700К и до 2000К, то спектры будут одинаковые? т.е. красный и белый цвета одинаковые???
может, и распределение Планка тоже ересь?

Школота, открывшая закон излучения абсолютно черного тела - Планк и Эйнштейн уже находятся в лучшем из миров...
Так что зря Вы тут это пишете... Сразу в комитет по Нобелевским премиям.

попрошу не обзываться. столько эмоций обычно у людей, которые не очень уверены в том, что говорят... надо бы спокойней и по-больше доказательств тому, что пишите...

и еще добавлю....
посмотрите внимательно графики, которые Вы "нарисовали".
1. максимумы смещены, т.е. от тока спектр поменялся
2. где единицы измерения по осям? в чем мерили? если по горизонтали длина волны, то смещения максимумов правдоподобно, а вот "спектралка" не очень похожа.

Ну хватит, а?
Топик засирать.... Давайте по делу.


Я уже морально настроился на линзы.


Уточните. Обычно под нелинейностью понимают ситуацию когда в теории должно быть линейно, но ввиду влияния козерга на овна, неравномерности фаз луны, качеством того, чем разработчик похмеляется.... короче когда на самом деле нелинейно, ввиду трудно поддающихся учету причин.
В то же время вы пишете - зависит от длины волны. А в каких-нибудь формулах эту длину волны подставить можно чтобы высчитать нелинейность?

может быть это можно компенсировать программно?

А зачем менять спектр излучения если нужно анализировать спектр поглощения. Освещайте постоянным белым светом и анализируйте спектр поглощения после куветы, вращая призму либо линейкой фотосенсоров.

По поводу ультрафиолета у перекаленных галогенок- на самом деле он есть, и спектр с ростом тока резво ползет в голубую область. Вот только производители ламп (нехорошие редиски) сейчас делают лампы со встроенным фильтром- ультрафиолет режется стеклом баллона. Приходится искать древние галогенки с кварцевой колбой и проклинать прогресс. Так что на вышеприведенных спектрах это не совсем закон излучения абсолютно черного тела.


По теории линейно с дифракционной решеткой, и так оно на самом деле и есть- там чистая геометрия. А с призмой теорию бывает трудновато подогнать к практике, т.к все зависит от материала призмы. Если для кварцевой призмы (оптические константы плавленного кварца известны) теорию с экспериментом согласовать еще можно, то для стеклянных призм все зависит от "луны в козероге"- состава стекла, режима отжига стеклянной отливки и еще тысячи причин. Скалиброваться можно конечно, но нужен эталон с весьма частыми линиями. А в ртутной лампе их не так уж и много. Ртутная лампа- типичный эталон для калибровки спектральных приборов.

Так обычно делают только в ИК-диапазоне. В видимом и УФ возможны нехорошие побочные явления - люминисценция... и...
И разницы никакой нет - все равно нужно выделять полосы спектра чем-то. До или после образца - никакой принципиальной разницы.


Автору такое не нужно. Он всегда может взять эталонный раствор, проверить на "взрослом" спектрофотометре, а потом все откалибровать. Вместе с дисперсией, спектральной шириной его щели и чувствительностью приемника...

2 bav & Tanya:
Не пойму, чего вы передергиваете узкий прикладной вопрос на достаточно обширную теоретическую тему?
Был задан конкретный вопрос:

Я уточнил, что спектр излучения в подобных приборах меняется не с помощью изменения напряжения на лампе (температуры спирали), а дифракционной решеткой, т.к. галогенка светит "широко, горячо и размашисто", и узкий спектр излучения для данной задачи не может быть получен таким образом в принципе.
И то, что спектр излучающих тел меняется от температуры к данной задаче никакого прикладного смысла не имеет..
Уж простите за резкость кого обидел, но просто не понимаю - зачем флудить в теме с конкретным вопросом, да еще обвинять во вранье?
Больше засорять тему не буду, если у кого есть желание - в личку.

Скажите мне, а почему использутся именно вогнутые и именно отражательные дифракционные решетки?

На ебае нашел только прозрачные плоские.
ИХ можно использовать?

ну или плоскую отражательную - тупо вырезать из CD-диска?

Так и не понял, для чего импульсы SH и ICG? ЧТо такое режим electronic shutter?

А она всё делает — и раскладывает в спектр, и фокусирует на приёмник (например, ПЗС-линейку). Выполняет роль и дифракицонной решётки, и собирающего зеркала.

Если на выходе использовать тоже щель, за которой просто фотодиод, а перестройку по частоте делать перемещением выходной щели или поворотом решетки — то можно.
Если после плоской решётки поставить оптику, собирающую спектр на CCD-линейку — то тоже можно.

У линейки несть некоторое минимальное время считывания. Если сигнал настолько большой, что линейка ха это время насыщается, то используется electronic shutter — в первой части периода считывания накопленные заряды сбрасываются в подложку, потом только оставшуюся часть периода сигнал накапливается.

p.s. кроме той тошибовской еще есть Sony ILX511 (уже почти нет) и ILX554.

Сейчас еще приличные линейки Sony ILX751 доступны.

На эти линейки лучше не расчитывать, причины я писал тут

Вы бы от подобного экстрима и ПЗС вернулись к реальности, а именно галогенной лампе, призме, механике и одному фотодиоду.

Реальность у каждого своя. Можно и тупо вырезать. Я так думаю, до сертификации всё равно не дойдёт.