Спектрометр из фигни.

Понадобилось мне однажды измерить длину волны ИК светодиода.
Для этого был изобретён такой хитрый метод, может кому пригодится.

Нам понадобится:
1. Веб камера/цифровая видео камера/цифровой фотоаппарат (желательно с удалённым ИК фильтром, если надо в ИК спектре мерить).
Подробнее про удаление фильтра смотрим тут: viewtopic.php?f=41&t=517
2. CD-R болванка.
3. 2 лазера или светодиода с известной длиной волны для калибровки (Калиброваться лучше всё-таки по лазерам, у них спектр уже.).
Я использовал сидишный 780нм и дивидишный 650нм.

Откалываем от болванки кусок (можно и аккуратно вырезать, даже, пожалуй, лучше будет) размером такой, чтобы накрыл объектив вашей камеры, снимем блестящий слой.
Получается дифракционная решётка с достаточно мелким шагом. Руками поверхность лучше не трогать, злость упадёт.

Подставляем полученную решётку к объективу камеры так, чтобы если что её модно было повернуть.

Далее калибровка:
Если для калибровки используется лазер, то просто светим в стену и направляем на неё камеру. Расстояние до стены в общем-то не важно, но лучше по дальше, чтобы камеру не слепило.
Если используются обычные светодиоды или лазеры без коллиматоров, то надо поместить сам излучатель в нескольких метрах от камеры (хотя расстояние опять же особой роли не играет, я делал так: камера в левой руке, светодиод в правой, на сколько рук хватит разнести столько пусть и будет).
Ловим положение так, чтобы в кадре была видна сама точка от лазера и первый максимум. Удобно если они будут лежать на одной горизонтали (настраивается положением решётки), но если так в кадр не влезают (с ИК может быть такое), то можно повернуть решётку так, чтобы, они лежали на диагонали кадра.

Снимаем фотку.
Повторяем для другой длины волны.
Для повышения точности, можно повторить по 3-5 раз для каждой длины волны.

Пример:
[attachment=2:3fdwiut7]SpectroMetr1.JPG[/attachment:3fdwiut7]
[attachment=1:3fdwiut7]SpectroMetr2.JPG[/attachment:3fdwiut7]

Теперь будем считать:
Открываем фотку в пейнте, выбираем инструмент "выделение" и выделяем прямоугольник вершинами которого являются точка от лазера и первый максимум (в случае со светодиодом, самая яркая его часть, ибо он размазан будет). Не торопимся отпускать кнопку мыши, смотрим в статусную строку, там справа будет указан размер выделенного прямоугольника в пикселях, он то нам и нужен.
Считаем расстояние между точками по теореме товарища Пифагора (корень из суммы квадратов ширины и высоты того прямоугольника).
Для повышения точности можно повторить несколько раз и взять среднее, за одно оценить погрешность.

Итак теперь у нас есть расстояние в пикселях между точкой и первым максимумом для двух известных длин волн. Зависимость этого расстояния от длины волны будет линейная, поэтому двух точек хватит.

Выводим формулу:
Например у меня после пяти измерений для каждой дины волны среднее значение получилось:
[table:3fdwiut7][th:3fdwiut7]длина волны[/th:3fdwiut7] [th:3fdwiut7]расстояние в пикселях[/th:3fdwiut7]
[tr:3fdwiut7][td:3fdwiut7]650[/td:3fdwiut7] [td:3fdwiut7]244,5418121[/td:3fdwiut7][/tr:3fdwiut7]
[tr:3fdwiut7][td:3fdwiut7]780[/td:3fdwiut7] [td:3fdwiut7]291,3970285[/td:3fdwiut7][/tr:3fdwiut7][/table:3fdwiut7]

Обозначения:
L - длина волны
L1 - первая калибровочная длина волны
L2 - вторая калибровочная длина волны
P - расстояние до первого максимума в пикселях
P1 - расстояние для первой калибровочной длины волны
P2 - расстояние для второй калибровочной длины волны

Тогда длина волны будет считаться вот по такой хитрой формуле:
L=(L2-L1)/(P2-P1)*P + (L1-(P1*((L2-L1)/(P2-P1)))
Подставляем значения:
L=(780-650)/(291,3970285-244,5418121)*P+(650-(244,5418121*((780-650)/(291,3970285-244,5418121))
Считаем:
L=130/46,85521638*P+(650-244,5418121*(130/46,85521638))
Тогда конечная формула будет:
L=2,774504314*P-28,48231275

Так же можно проверить чтобы было справедливо равенство: (L1-(P1*((L2-L1)/(P2-P1)))=(L2-(P2*((L2-L1)/(P2-P1)))
-28,48231275=-28,48231275

Как измерять, я думаю, все поняли.

Проверка:
[attachment=0:3fdwiut7]SpectroMetr2.1.png[/attachment:3fdwiut7]
[table:3fdwiut7][th:3fdwiut7]горизонталь[/th:3fdwiut7] [th:3fdwiut7]вертикаль[/th:3fdwiut7] [th:3fdwiut7]P[/th:3fdwiut7] [th:3fdwiut7]L[/th:3fdwiut7][th:3fdwiut7]коментарий[/th:3fdwiut7]
[tr:3fdwiut7][td:3fdwiut7]246[/td:3fdwiut7][td:3fdwiut7]4[/td:3fdwiut7][td:3fdwiut7]246,0325182[/td:3fdwiut7] [td:3fdwiut7]654,1359704[/td:3fdwiut7][td:3fdwiut7]DVD LD[/td:3fdwiut7][/tr:3fdwiut7]
[tr:3fdwiut7][td:3fdwiut7]294[/td:3fdwiut7] [td:3fdwiut7]8[/td:3fdwiut7] [td:3fdwiut7]294,1088234[/td:3fdwiut7] [td:3fdwiut7]787,5238866[/td:3fdwiut7][td:3fdwiut7]CD LD[/td:3fdwiut7][/tr:3fdwiut7]
[tr:3fdwiut7][td:3fdwiut7]142[/td:3fdwiut7] [td:3fdwiut7]16[/td:3fdwiut7] [td:3fdwiut7]142,8985654[/td:3fdwiut7] [td:3fdwiut7]367,9903735[/td:3fdwiut7][td:3fdwiut7]УФ[/td:3fdwiut7][/tr:3fdwiut7]
[tr:3fdwiut7][td:3fdwiut7]175[/td:3fdwiut7] [td:3fdwiut7]22[/td:3fdwiut7] [td:3fdwiut7]176,3774362[/td:3fdwiut7] [td:3fdwiut7]460,8776449[/td:3fdwiut7][td:3fdwiut7]Синий[/td:3fdwiut7][/tr:3fdwiut7]
[tr:3fdwiut7][td:3fdwiut7]195[/td:3fdwiut7] [td:3fdwiut7]23[/td:3fdwiut7] [td:3fdwiut7]196,3517252[/td:3fdwiut7] [td:3fdwiut7]516,296396[/td:3fdwiut7][td:3fdwiut7]Зелёный[/td:3fdwiut7][/tr:3fdwiut7]
[tr:3fdwiut7][td:3fdwiut7]241[/td:3fdwiut7] [td:3fdwiut7]31[/td:3fdwiut7] [td:3fdwiut7]242,9855963[/td:3fdwiut7] [td:3fdwiut7]645,6822724[/td:3fdwiut7][td:3fdwiut7]Красный[/td:3fdwiut7][/tr:3fdwiut7]
[tr:3fdwiut7][td:3fdwiut7]296[/td:3fdwiut7] [td:3fdwiut7]198[/td:3fdwiut7] [td:3fdwiut7]356,117958[/td:3fdwiut7] [td:3fdwiut7]959,5684981[/td:3fdwiut7][td:3fdwiut7]ИК[/td:3fdwiut7][/tr:3fdwiut7]
[tr:3fdwiut7][td:3fdwiut7]281[/td:3fdwiut7] [td:3fdwiut7]211[/td:3fdwiut7] [td:3fdwiut7]351,4000569[/td:3fdwiut7] [td:3fdwiut7]946,4786612[/td:3fdwiut7][td:3fdwiut7]ИК в пульте[/td:3fdwiut7][/tr:3fdwiut7][/table:3fdwiut7]

Точность конечно не великая, +-десяток нанометров наверное, но хотя бы что-то.

 

Я твой пост раза 4 прочитал и тоже нихрена не понял))

Болванка без блестящего слоя это дифракционная решётка, работает на просвет.
Если через неё смотреть на источник света (точка лазера/светодиод/лампочка), то то с боков появляются ещё две точки (может больше удастся рассмотреть, но у болванки такой мелкий шаг, что дальше второго максимума ты вряд ли увидишь, разве что у УФ светодиода или блюреевского лазера).

Расстояние от самого источника до первого (второго/третьего) максимума зависит от длины волны.
Если смотреть на белую лампочку, то виден будет весь спектр (радуга).
[attachment=0:2efrg3t4]Spektr_fonarik.JPG[/attachment:2efrg3t4]

Даже в школьном учебнике физики подобная лаба была, но там шаг решётки известен.

 

Кстати, нашёл что у сд-шной болванки расстояние между треками 1,6мкм, как это соотносится с шагом его как решётки чёрт его знает, надо будет посчитать.

OFFTOP:
[spoiler:34tcj4od]

368 значков, с нового года не чистил))) В 2 таких монитора не влезет всё)[/spoiler:34tcj4od]

 

Дополнение Короче лучше использовать старые некачественные ака дешёвые болванки на них со временем отслаивается покрытие находим место отслоения и пытаемся загнать под плёнку воздушный пузырь , а дальше гоняем его под плёнкой и она отслаивается
а ещё в больших упаковках болванок (там ещё штырь и на него надеты болванки) есть пустые болванки без лазерного покрытия лежат один сверху другой снизу правда я хз с решёткой они или просто галимый кусок пластика

 

Гимп шибко жирно, да и не стоит он у меня под виндой. Юзайте кому что нравится, я вас не заставляю.
Формулы у меня в быдлоэкселе забиты, так что пофиг сколько там считать.

У приводных решеток шаг большой, с болванкой точность больше будет.

 

Слой снять не проблема. Наклеиваешь кусок скотча и с ним вместе снимаешь.
Двдшную можно тоже юзать, но ИК светодиод вместе с первым максимумом может в кадр не влезть, слишком мелкий шаг.

 

OFF:[spoiler:cbipwtc0]Под винды как серьёзного, так и маниакально-ебанутого софта всё-таки больше. Пингвины у меня на флешке таскаются (SLAX) и на буке (мандрива), и там и там гимп стоит, хотя нафига, я не знаю, ни разу не пригодился. Кстати, вебку пока так и не завёл под ними, максимум чего добился, это она в скайпе определилась, но чёрный экран показывает. На домашнем гробе никак хард не расчищу настолько, чтобы можно было хотя бы 10гб от него отгрызть под пингвинов.
А так, гимп всё-таки зверь одного уровня с фотожабой, нафига заводить такого монстра, если пейнта за глаза хватит? имхо всё должно быть предельно просто.[/spoiler:cbipwtc0]

Фильтр в фотике обычно есть, если ты сам его не вытаскивал.
Можешь так же через болванку на лампочку посмотреть. С фильтром всё на красном остановится, без него будет как на фотке выше.

 

[spoiler:3tw8iwpp]Ой, ну давай устроим холивар на тему какой пингвин православнее. Тебе не пофиг ли?
У меня лично сложилось впечатление, что у тебя цель, в каждой теме отписать что-нибудь поперёк, не важно что и в тему ли, главное чтобы с кем нибудь не согласиться и показать какой ты ниипаца продвинутый.[/spoiler:3tw8iwpp]

 

Goury, угу?
viewtopic.php?f=14&t=1377&start=15

 

Дербанить чтобы можно было посмотреть через решетку.
Так стабильнее, да и на отражении ты простые светики не померяешь.