Kompaktes (USB?) Spektrometer gesucht

Begonnen von Holger Adelmann, November 21, 2020, 10:51:59 VORMITTAG

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mhaardt

Eine Bayermaske kostet primär SNR, weil die Empfindlichkeit zwischen den Bändern reduziert ist, und typischerweise ist unter 400 nm kaum noch was zu holen, aber grundsätzlich ist die Kalibrierung möglich und nicht schwieriger.  SNR kann man durch mehr Integrationszeit verbessern, d.h. Geräte mit monochromen Sensoren sind tendenziell schneller und liefern bei UV etwas mehr, sofern der Bereich soweit geht und die Beugungsordnungen sich nicht schon überlappen.  Bei Kamera-Modulen ist immer die Frage, ob der Bildprozessor umgangen wird.  Rauschfilter, Nachschärfung und Vignettierungskorrektur eines M12-Billigstobjektivs usw. sind absolut unerwünscht und können tatsächlich die Kalibrierung verhindern.  Wer Optik mit Heisskleber befestigt, dem traue ich alles zu.

Ein einfaches Filmgitter kostet Auflösung und ebenfalls SNR.  Die Auflösung ist nicht in Software zu verbessern.  Unter dem Mikroskop sehen die Filmgitter oft grauenhaft aus.  Das Gleiche gilt für einen Schlitz aus Film.  Zudem hat man bei einfachen Gittern mehrere Beugungsordnungen, die den Messbereich eingrenzen.  Das sind die Teile, in deren Qualität man richtig Geld versenken kann und die den Unterschied machen.  Ich wäre sehr überrascht, ein Gerät unter 500 Euro zu finden, welches optische Teile in guter Qualität enthält.  Amitionierte Selbstbauten sind darum auch nicht billig.

Ich habe Erfahrung mit dem USB2000 von Ocean Optics, die inzwischen Ocean Insight heissen, ein betagtes Modell mit SMA905 Anschluss.  Es gibt Pythoncode, um Aufnahmen zu automatisieren und damit endlose Freiheit bei der Datenerfassung und sehr effiziente Arbeitsabläufe.  Die Auflösung kann ich nicht bewerten, weil meine Anwendung die Transmissionsmessung von Filtern war.  Mir fiel nichts Negatives auf, aber die Anwendung war wie gesagt eher begrenzt.  Ich würde kein Gerät kaufen, wo ich an die Software des Herstellers gebunden bin.

Die Einkoppelung von Licht über SMA905 geht nochmal richtig ins Geld und da könnte ich auch Rat brauchen, was man kaufen muss, wenn man das Spektrum kleiner LEDs messen will.

Michael

hugojun

#31
Hallo Hubert ,

Ich halte die dort gezeigten Farbfotos für Artefakte des Bayer-Filters, und nicht für das Eigentliche Spektrum.

Jürgen

Holger Adelmann

Liebe Kollegen,

ich versuche mal, den thread wieder zur ursprünglichen Fragestellung zurückzubiegen  ;D

Ich denke das ASEQ LR1 ist wirklich gut geeignet für meine Zwecke in der Erzmikroskopie.
https://www.ebay.de/itm/USB-spectrometer-fiber-input-software-LabView-VC-VB/221958114860?hash=item33adbc0e2c:g:v3UAAOxyu4dRu2uy

Ich bin noch unschlüssig bzgl. Auflösung vs Lichtstärke, wahrscheinlich reicht für nicht-Raman Anwendungen etc. meist eine Auflösung <3 nm, das wäre dann lichtstärker als die Version <0,4 nm.
Horst wird dankenswerterweise mal ein Erz mit niedriger Reflektivität mit seiner 50 µm Faser testen, mal sehen ob der Flux aus so einem kleinen Teil des Zwischenbildes reicht ... und wie S/N aussieht.

Ich werde dann zunächst den Weg gehen, die Apertur der Faser ins Zwischenbild zu legen und hier das Signal abzugreifen.

Falls das vom Flux nicht reicht, kann ich noch den Weg mit der Integration des ca. 1 cm breiten Lichtstrahls oberhalb der Messblende des Photometers und dessen Abbildung auf die Apertur des Lichtleiters gehen.
Dann wird es komplizierter, da müsste ich vermutlich 2 Linsen nehmen, um den Fokus klein genug zu bekommen (Plankonvex plus positiver Meniskus), ich hab da eine Anregung hier gefunden:

https://www.thorlabs.com/tutorials.cfm?tabID=BA49B425-F85B-4549-8C1A-F111DDBB9099

Gute Nacht,
Holger





mhaardt

Was ist denn genau Deine Anwendung, willst Du einen Punkt des Bildes analysieren oder einen größeren Teil? Es gibt fertige Kollimationslinsen für SMA905 Lichtleiter, die bei Spektrometern wohl recht beliebt sind:

https://www.thorlabs.com/NewGroupPage9_PF.cfm?ObjectGroup_ID=355

Ich frage mich nur, welche davon zu welchem Zweck gebraucht werden.

Michael

hugojun

Hallo Michael ,

ich denke diese Kollimatoren/Adapter sind für den Einsatz in der Datenübertragung oder speziellen anderen Messtechniken,  z.B ,,drei Farben-Messtechnik" z.B. in der Lebensmittelindustrie o.ä. gedacht.
Es mach ja keinen Sinn, ein Spektrum aufzunehmen, bei dem auf eine bestimmte Wellenlänge fokussiert wird.
,,Due to chromatic aberration, the effective focal length (EFL) of the aspheric lens is wavelength dependent. The design wavelength indicates the wavelength of ideal beam divergence (see the Divergence Plots and Calculations tabs for more information)"
Wie das flaue Bild einer nicht korrigierten Linse, würde das Spektrum ,,flau" in den nicht betonten Wellenlängen erscheinen. Diesen Unterschied hätte der Hersteller gerne mal an zwei Vergleichsspektren darstellen können.

LG
Jürgen

mhaardt

Genau das frage ich mich: Bilden die Linsen scharf auf den Lichtleiter ab? Dann wäre nur das Bildfeld außerhalb des Fokus teilweise unscharf definiert, womit man für das Spektrum leben könnte, wenn man kein kleines, klar definiertes Bildfeld braucht.  Oder wird ein klarer Fokus unscharf auf den Lichtleiter abgebildet? Das würde Signal im Spektrum kosten.

Hier gibt es andere Kollimationslinsen, die eher für weite Bereiche gemacht zu sein scheinen:

https://www.oceaninsight.com/products/sampling-accessories/free-space-optics/collimating-lenses/collimating-lenses/

Ihr merkt es schon, das ist nicht mein Gebiet.  Ich brauche nur irgendwann sowas, um das Spektrum von Beleuchtungen zu untersuchen.

Michael

hugojun

Hallo Michael ,
im Prinzip ist die Aussage
,,In simplest terms, collimation ensures that light rays travel parallel to each other and don't disperse in unwanted directions"
schon der erwünschte Effekt. Nur erfüllen diese Kollimatoren dies nur Lichteingangsseitig.
Für die Bestimmung des Farbendrucks dürfen aber keinen Wellenlängen fehlen, gedämpft oder verstärkt werden.
Es geht schon um ,,Spektren von Beleuchtungen", nur in diesem Speziellen Fall möchte Holger das reflektierte Licht und dessen Farbeindruck messen, punktgenau an kleinen Einschlüssen von Erzen im Muttergestein.
Die Farbtemperatur der Lichtquelle kann man dabei schon mit einkalkulieren,
nur die Auswirkung auf das reflektierte Licht durch die Unterdrückung des Kollimators müsste man erst durch Messungen verschiedener Kollimatoren ermitteln.
LG
Jürgen

mhaardt

Wozu braucht man eine Optik, wenn nur ein Punkt des Bildes gemessen werden soll? Der Strahlkegel des Bildes müsste beim Mikroskop recht spitz sein, so dass man ihn direkt in die polierte Faser einkoppeln könnte.

Michael

Horst Wörmann

Michael,
das machen wir doch schon die ganze Zeit, und zwar erfolgreich!
Holgers Fall ist etwas komplizierter, weil er die eingebauten Meßblenden nutzen will.
Im übrigen sind die spektralen Eigenschaften von Kollimatorlinsen etc. vollkommen wurscht. Man mißt schließlich (I durch I null), also den Quotienten aus der Intensität des eingestrahltem Licht bei Wellenlänge x und der Intensität des durchfallenden bzw. reflektierten Lichts.
Viele Grüße aus Bonn
Horst

Masterdark

Gibt es irgendwo eine Sammlung von Referenzspektren für verschiedene Mineralien/Edelsteine ?


Grüße,
Dirk


mhaardt

Hier gibt es auch eine Menge:

https://crustal.usgs.gov/speclab/QueryAll07a.php

Man kann sich einzelne Datensätze oder alles runterladen.  Es ist nicht einfach, etwas zu finden, aber es gibt Diagramme und Rohdaten, wenn man damit rechnen will.

Michael

Masterdark

Hallo, Jürgen,
hallo Michael,

danke für die Links.

Auch wenn die Spektrometer von Thunderoptics hier nicht so gut weg kommen, habe ich
ein SMA Mini Spectrometer inkl. Cal. bestellt. Kommunikation vor dem Kauf per eMail verlief
absolut problemlos. Wenn ich es habe werde ich berichten.


Grüße,
Dirk

Peter V.

#43
Hallo Dirk,

na ja, was heißt "nicht so gut wegkommen"? Es kennt hier ja offenbar niemand und die Bilder, die in diesem Link gezeigt werden, lassen einen ja fast schaudern und ermutigen einen nicht gerade, 70$ oder 170 $ + 29 $ Versand aus Frankreich auszugeben. Das ist ja eher Bastelarbeit auf Grundschulniveau mit einem Materialeinsatz von anscheinend nicht einmal 10 EUR.

Und wenn man dann solche Sätze liest:

Zitat3- When you buy the Spectrometer, you accept that the instrument may be shipped with a big delay. There is a shortage in manpower and supply. We struggle to satisfy all the demands.

big delay  :D Der Käufer, der den verlinkten Bericht verfasst hat, hat drei Monate auf sein 70 Dollar-Minispektrometer gewartet.

Ich bin mal sehr gespannt, was Du sagst, wenn Du Dein Gerät erhalten und getestet hast. Ich habe jetzt schon vorab drei Fragen dazu:

1) Welchen Wellenlängenbereich umfasst es?
2) Bekommst Du es fix und fertig kalibriert?
3) Wie teuer wird es alles in allem?

Hezrliche Grüße
Peter
Dieses Post wurde CO2-neutral erstellt und ist vegan. Für 100 Posts lasse ich ein Gänseblümchen in Ecuador pflanzen.

Holger Adelmann

Na- ich hab jedenfalls dank der vielen informativen Interaktionen hier und offline nun das ASEQ Spektrometer bestellt:

300-1000nm
Variable Slit 50-450µm
600µm Faser

http://www.aseq-instruments.com/LR1.html

Viele Grüße,
Holger