我想你真的在寻找已经解决了这个问题的人。但我自己不知道任何项目。所以我能提供的只是一些需要考虑的想法。
在光谱仪上:
- 对于光谱仪设备,DVD-RW(不要使用 DVD-R,因为它会吸收红色区域中的大量条带)提供 1350 \$\frac{\textrm{lines}}{\textrm{mm}}\ $,所以这是非常便宜且容易获得的。
- 小型百万像素数码相机也很便宜。也可以使用阵列,但如今,整个 2D 相机似乎更便宜且更容易获得。所以我不会打扰数组。
- 使用 DVD-RW,您实际上可以在 577 nm 和 579 nm 处分离汞的黄色光谱线。(但不是用 CD。)我自己用 DVD-RW 和汞氩灯完成了这项工作。
- 波长校准很便宜。买个水银氩灯就行了。您将在第一分钟左右得到氩线,然后汞线将占主导地位。通过它们的组合,您可以轻松校准相机像素与波长。用于校准的 Hg-Ar 灯曾经花费我大约 8 美元,但我预计它们现在会更贵。
- 强度校准很昂贵。您需要一个可溯源至 NIST 标准的标准灯,并且必须在使用 100 小时左右后重新校准。它们是便宜的灯泡,未经校准。但是校准过程需要花费真金白银。然后,您还必须设置适当的光学布置。但这是弄清楚每个像素如何响应它们被击中的每个波长的唯一方法。坦率地说,我会尽量避免这些,希望我不需要它,或者可以只应用标准灯的基本模板近似值,而不是在实际校准上浪费钱,希望我得到的足够好。或者根本不打扰并使用一个被操纵的方程式和数字,“哦,好吧”,看看它是如何进行的。很有可能,如果您仔细考虑,您可以让这一步消失,仍然可以获得有用的结果。
- 您可能可以考虑从 450 nm 到 750 nm,但您不能希望单个光栅超过一个倍频程。您可能需要某种过滤器,以免在相同像素上混淆光谱能量。或者只是不要担心它并做一些实验。
- 需要光学挡板以避免在不需要的地方获得多余的光。
- 托尼刚刚提醒我……你需要一个窄缝——尽可能窄。我更喜欢使用两个可以调节的老式剃须刀片。一个固定的,一个可移动的。但是对于卡片纸盒,我只是“非常小心地”使用了精确的刀片来创建一个狭窄且均匀狭窄的狭缝。
我用一张纸(卡片纸)完成了这一切,我打印出来然后剪裁,折叠标签,使用 Elmer 的胶水,并创建一个带有基本上由纸制成的挡板的盒子。莫名其妙地使用特殊的深色植绒来帮助吸收和阻挡任性的光线。DVD 以正确的角度滑入,然后在出口处放置一个小型相机。我用自己的眼睛用它来观察房子里不同的照明,在我看来,它工作得非常好。我可以毫不费力地区分白炽灯、荧光灯和 LED 光源。还有太阳,就此而言。我尝试了 DVD-R 并立即看到一个巨大的红色缺失乐队,这就是为什么我告诉你如果你关心那个地区你需要 DVD-RW。
我想我可以为这一切发布一些计划。狭缝的位置、DVD 的角度等。虽然我的盒子设计使用了整个 DVD-RW(因为我希望能够放入其他 DVD 媒体和/或 CD(以不同的角度,所以我做了两个不同的插入插槽),实际上只涉及到 DVD-RW 表面的一小部分(如果挡板正确的话。)因此,出于这个原因,我也喜欢使用整个 DVD-RW,因为将 DVD切割成碎片会强调它,我也不想这样做。
顺便说一下,盒子为 DVD 使用了 70 毫米和 40 毫米的倾斜度(1350 \$\frac{\textrm{lines}}{\textrm{mm}}\$)和 50 毫米对 40 毫米对于 CD (625 \$\frac{\textrm{lines}}{\textrm{mm}}\$.) 狭缝位于 40 毫米的面上,在 CD 或 DVD 盒中距离一个边缘约 10 毫米.
在 RGB 上:
正如我所预料的那样,您提到的 RGB 传感器对三个传感器中的每一个都具有非常广泛的波长接受度。LED 往往具有非常宽的响应范围(它们在很宽的波长范围内发射和接收。)该传感器具有适度重叠的响应。我认为,这一切对你有多好,将是一个实验问题。相反,您可以应用一些计算机代码,使用您的曲线和传感器的响应函数来查看它是否可用。但我什至不会尝试为你写它。也许最好的办法是让您认真购买传感器并对其进行一些测试。它可能正好满足您的需求。但我不能通过快速扫描来告诉你是或否。我也没有尝试用 RGB 做到这一点,所以这是我能做到的另一个原因
我喜欢尤金关于频率的评论, 也。白炽灯泡(我已经使用非常灵敏的仪器对此进行了测试——在我从事此类工作时,具有数十微开尔文分辨率和数百微开尔文精度可追溯到 NIST 标准)在交流循环期间将变化约 3% 的幅度在 60 赫兹。(与 50 Hz 不同。)荧光灯在电源频率和高频下工作(两者都是制造和使用的。)但它们的发射是通过荧光粉发出的,荧光粉通常具有快速的响应时间。(由于依赖于禁止的三重态到单重态跃迁,一些磷光体很慢,毫秒级的 taus。但它们中的许多都相当快 - 微秒级 taus。)您可能需要在这里做一些实验。但我认为这可能是富有成效的,因为如果你愿意,你可以为非常窄的频段设计电子电路。你' d 必须担心调节信号,以免放大器链饱和。但这是可行的。不过,我还没有研究过现代 LED 灯泡中使用的频率。我会把它留给你在那里谷歌搜索详细信息。尽管如此,我认为尤金的观点也值得研究。
亲身?我会选择 DVD-RW,因为我在这方面有很多经验,知道我可以轻松、快速、便宜地做到这一点,并且因为我认为我可以避免强度校准步骤来到达你需要的地方走。这些相机非常便宜,用于定期校准波长的 Hg-Ar 灯也是如此。这几乎没有工作。另外,我已经在房子里走来走去,用一个根本没有电子设备的手持卡片盒检查不同的光源,并且完全能够通过肉眼看到各种光源的差异。所以我知道我可以从这里到达那里。
编辑:来自旧荧光灯泡的几张图像。其中一个跨越光谱,另一个放大了一点。那里的水银双峰分离非常酷!
几年前,我作为承包商专门为西门子的欧司朗部门进行 LED 分箱。所以这些东西部分来自那个经验。我们首先使用昂贵的分光光度计,但一段时间后改用海洋光学(便宜得多)。但与此同时,我在 DVD 和 CD 上玩得很开心,与所有花哨的校准设备一起使用。(包括消失的灯丝校准器,我在上面忘记提到了。)在 CIE 1931 标准和 1960 年代后期标准之前和之后,我花了很多时间研究人类反应报告。也非常喜欢 Edwin Land 在 1970 年代末和 1980 年代初的作品——非常有趣的东西。