Open Source Monochromator/zh

单色仪在光学领域用于从包含多种波长的光源中分离出特定波长的光。[ 1 ]市面上的单色仪价格从 2000 美元到 10000 美元不等。我们生产的单色仪成本不到 100 美元。
项目目标
该项目的目标是创造一种易于 3D 打印和组装且精度相对较高的单色仪。
设计
- 单色仪部件
- 单色器壁
- 单色器底板
- 衍射光栅视图
- 凹面镜的视角
- 围栏正面的景象
- 单色器的俯视图
机械组装说明
- 购买镜子、螺栓、螺母、剃须刀片、步进电机及相关电子元件
- 从美国国立卫生研究院网站http://3dprint.nih.gov/discover/3dpx-002158打印文件
- 将环氧树脂镜装入印刷好的镜架中,静置直至干燥。
- 从 DVD-R 光盘边缘切出一个 1 英寸 x 1 英寸的正方形,并用环氧树脂将其粘到镜架表面。
- 用环氧树脂将 16mm M3 螺栓固定到步进电机末端
- 将 M3 螺母推入前墙背面的凹槽中
- 将剃须刀片用螺栓固定在墙上,锋利的刀刃指向墙的中心。
- 用 4 个螺栓将步进电机固定到墙上,每个螺栓下面垫 2 个垫圈。
- 用两颗M3螺栓将墙体固定到基座上。
- 将第一个镜子支架推入底座上朝向墙面的方形槽中,然后从下方插入螺栓固定;对第二个镜子支架重复此操作。
- 将 M3 螺母推入衍射光栅安装座的销钉中
- 将销钉插入衍射光栅支架的臂中
- 将衍射光栅安装座放入底板上的孔中
- 旋转销钉,使螺母侧靠近步进电机,然后用手旋转电机,使螺栓拧入螺母。
- 将组件放入纸箱中,标记出电机孔和插槽的位置
- 拆下组件,切出孔,将组件放回包装盒中。
- 将组件用胶带粘到盒子底部和正面,注意不要用胶带盖住进出水口。
- 请继续进行电气安装部分
电气组装说明/软件
- 根据此图[ 2 ]所示,线控步进电机
- 根据以下代码对 Arduino 进行编程:
校准
- 由于市面上镜子和DVD种类繁多,建议进行校准。
- 购置一台白光光源和光谱仪
- 将反射镜移动到最大和最小行程,并记录当前波长。
- 如有必要,在步进电机旋转已知圈数后取额外点。
- 使用最佳拟合线性曲线或多项式来计算波长输出与步进电机转速的关系。
成本
| 物品 | 数量 | 大致费用 |
|---|---|---|
| 塑料 | 163克(25%填充量) | 3.75美元 |
| 直径50毫米,焦距100毫米的凹面镜 | 2 | 10美元 |
| 剃须刀片 | 2 | 1美元 |
| NEMA 17 步进电机 | 1 | 20美元 |
| M3x0.5 10毫米螺栓 | 8 | 4美元 |
| M3x0.5螺母 | 3 | 2美元 |
| Arduino | 1 | 20美元 |
| 步进电机驱动器 | 1 | 20美元 |
| 面包板 | 1 | 8美元 |
讨论
当前问题
- 在当前配置下,衍射支架实际上不会旋转。
- 现在电机侧的设置太重了。
- 电机也挡住了采光口。
可能的解决方案
- 针对上述所有问题,将电机移至下方并直接安装到衍射支架上。
参考
联系方式
| 作者 | |
|---|---|
| 执照 | CC-BY-SA-3.0 |
| 引用方式 | Robertarden (2015–2024)。“开源单色器”。Appropedia 。检索日期:2026 年 5 月 31 日。 |