製作中の TCD1304 リニアイメージセンサによる分光器、実用に供するようにアルミケースに組み込んだ。光路設計を行って配置を決定して手持ちの 250mm × 160mm のアルミケースを加工、写真のようになった。
左下がスリットとコリメーターレンズのアセンブリ、グレーティングを挟んで、カメラアセンブリになる。カメラコントロールの Nucleo F401 ボードも内蔵して、USB-miniの延長ケーブルで引き出し。けっこう綿密にやったつもりだが、ギリギリになってしまった。
www.edmundoptics.jpを仮止めで使用。
CCDカメラアセンブリには、f= 50mm F2.0 のM42 マウントレンズを使った。なるべく、CCD の受光面に垂直に光があたるようにすることにより、感度も高く歪みも少なくなる。
スリットへの導光は Audio用 光ファイバーケーブルを使うことにした。ロスは大きいが短い距離であり、高感度の CCD でカバーでき、手軽で安価なのが良い。SMA タイプの光ケーブルを使えば、スリットが省略できるかもしれないが、次のテーマ。
このように、殺菌灯(水銀ランプ)のスペクトルを取り込むと、おなじみのスペクトルが表示される。
表示の一番波長の短いピーク(左側)は 400nm 。もう少し短いほうに 250nm のピークがあるはずなのだが表示されていない。なにかの不具合かといろいろと調査したが、結局のところ CCD の分光感度特性によるものだろうと思う。
このように、データシートでは 400nm までしか表示されていないが 400nm 以下では急激に感度が落ちるようだ。
それなりに動作しているようなので、他の光源も測定してみる。ネオンランプは、
蛍光灯はこんな感じ。
水銀スペクトルの一番波長の短いところ(左端)が 400nm 、ネオンの波長の長いところ(右端)が 700nm 。CCD の感度が追いつかないところもあるが、おおむね、200nm~1000nmくらいが観測可能範囲だろうか。
これでほぼ完成だが、課題と言うか、改善したいところとしては、
・PCへの取り込みデータを解析しやすいように FITS 形式にすること
・ケース内部やパーツを黒塗装してコントラストを上げること
・CCDアセンブリをもう少しグレーティングから離して、画面いっぱいになるように
・GUI ソフトをもう少し使いやすくする
などなど。