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Nov 24, 2023

分光計はレーザービームでサンプルをザッピングすることで化学物質を検出します

Qui a Hackaday amiamo i progetti che si traducono in utili apparecchiature di laboratorio.

ここ Hackaday では、プロ仕様の機器の数分の 1 のコストで便利な実験機器を提供できるプロジェクトを愛しています。 Advanced Tinkering の [Lorenz] は、レーザー誘起ブレークダウン分光法 (LIBS) 用の独自の機器を構築しました。これは非常に印象的なデバイスです。 LIBS は、物質を分析して化学組成を調べる技術です。 基本的に、そのアイデアは、強力なレーザーでサンプルをザッピングし、その結果として生じる小さなプラズマの雲を観察し、そこから放出される波長を測定することです。

使用されるレーザー [Lorenz] は、タトゥー除去マシンから回収された Nd:YAG ユニットです。 パルスを発射した後、フォトダイオードが光を検出し、回折格子、いくつかのレンズとミラー、およびリニア CCD センサーで構成される分光計をトリガーします。 回折格子は入射光をその構成成分に分割し、それらの成分が CCD に到達してそのピクセルをトリガーします。 STM32 Nucleo ボードは結果を読み取り、さらなる処理のために PC に送信します。

この処理部分は、それ自体で完全なプロジェクトであることが判明しました。 [Lorenz] は、分光計の操作を簡素化するソフトウェアである [g3gg0] を依頼しました。 まず、機器の校正に役立ちます。 レーザーや蛍光灯などのよく知られた光源に検出器を向けて、結果として得られるスペクトル プロットで予想される波長を選択します。 次に、ソフトウェアは正しい係数を自動的に計算して、各ピクセルを特定の波長にマッピングします。

このソフトウェアには、化学元素に対応するスペクトルのデータベースも含まれています。未知のサンプルのスペクトルを取得したら、結果のプロットにこれらを重ね合わせて、一致するものを見つけることができます。 結果として得られたシステムは非常にうまく機能しているようです。 酸化鉄と酸化銀のサンプルは、その構成成分と適度に一致しました。

以前にも他のタイプの分光計を見てきました。単に光源の特性を評価したい場合は、この Raspberry Pi ベースのモデルをチェックしてください。 化学分析に興味がある場合は、このオープンソースのラマン分光計も参照してください。