Instrucciones para espectrómetro Chromex


Centro de Ciencies de la Materia Condensada
UNAM
Roberto Machorro

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Conexión vía puerto serie
Calibración en longitud de onda
Programación vía programa en Pascal



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Cable con patas X y Y invertidas


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Sección . Calibración de espectrómetro

EL programa de control del ICCD de Andor, Instanspek, tiene la capacidad de manejar espectrofotómetro de diversas marcas, entre ellas el Chromex 50.
El programa supone que, al seleccionar una longitud central del campo del espectrómetro, esta queda al centro del propio CCD. Tiene además los parámetros del instrumento Chromex, tales como la dispersión de la rejilla, ancho de la rendija, etc, con los cuales calcula la posición de cada pixel, convertido a longitud de onda en nanómetros.
Por cuestiones mecánicas, la montura del ICCD o cualquier otro CCD, no necesariamente coincide con la posición de las longitudes de onda. Puede haber tres errores, horizontales, de inclinación respecto al eje óptico y de giro respecto al mismo eje. Los horizontales serían en la dirección de la dispersión de la luz.
La montura actual (sept. 2007) tiene para corregir el giro y el foco, pero no el desplazamiento lateral.

Espectros girados en el CCD
Colocar una lámpara de luz blanca, donde se tiene un continuo de colores en casi cualquier intervalo espectral. Si los espectros no son paralelos a la parte superior o inferior del CCD, puede corregirse el defecto girando todo el cuerpo del ICCD hasta que lo sean. Para el ajuste fino, es recomendable usar el cursor, centrarlo en cada extremo de un espectro y verificar que la altura en pixeles sea la misma.

Espectros fuera de foco
Si se está usando un arreglo de fibras ópticas, el objeto es precisamente la punta de una(s) fibra(s), círculos de diámetro 125, 250, etc. micrómetros, según sea la fibra empleada.
Desplazando el cuerpo del ICCD hacia adelante y atrás, a lo largo del eje óptico del espectrómetro, y dejando la adquisición del ICCD en tiempo real, podrá enfocarse la imagen de cada fibra, hasta que sea redonda y bien separada de sus vecinas.

Espectros desplazados horizontalmente
La montura actual no permite desplazar horizontalmente, ni el inclinar el ICCD respecto al eje óptico. En el primer caso, al seleccionar una longitud de onda en el tablero de control, no necesariamente ese color quedará en el centro del CCD, produciendo un error sistemático al asigan un número indebido a cada línea espectral.
Afortunadamente el programa tiene una opción para desplazar el cálculo de las longitudes de onda. Para lo cual recomendamos el siguiente
Procedimiento de corrección
- Iluminar con luz de mercurio. La lámpara que ilumina el laboratorio es muy probable que lo sea.
- Enviar al espectrómetro, con el teclado de control, a una longitud de onda conocida, 546.1nm o 576.97nm están bien.
- Capture un espectro. Ponga el cursor en la parte central de la longitud de onda del mercurio. En la parte inferior de la ventana de adquisición verá tres números: el primero corresponde a la abscisa del cursos, el segundo a la ordenada, el tercero a la intensidad de luz en ese punto.
- Si se ha escogido la opción de desplegar en las abscisas la longitud de onda en nm y no en pixeles, el primer número será la longitud de onda en nanómetros.
- Marque la opción de aplicar la calibración a los datos vigentes en la ventana de adquisición, para ir comparando el corrimiento.
- En la ventana de la PC donde se maneja el espectrómetro, viene una opción Offset. Alli irá poniendo un valor entero tal que haga coincidir la longitud de onda seleccionada en la ventana correspondiente, con la que marca en la ventana de adquisición.
Una vez empatadas las longitudes de onda, en las ventanas de adquisición y de movimiento del espectrómetro, ya esta corregido el desplazamiento del espectro.

Calibración manual del espectrómetro
La forma más sencilla es presentar en pantalla las dos líneas amarillas del mercurio, en 576.97nm y 579.07nm,
Amplifique la región donde está ese doblete, para tener una mayor presición en la ubicación de cada línea. Aunque ç no es necesario, ya que el programa de captura de la línea busca el centroide de la misma.
Seleccione la opción de calibración manual.
Ponga el cursor en la primera línea, digamos 576.87nm, capture el pixel del centro. Escriba en la table la longitud de onda que le corresponda.
Ponga el cursor en la segunda línea, digamos 579.07nm, capture el pixel del centro. Escriba en la tabla la longitud de onda correspondiente.
Si tiene más líneas conocidad en el campo, vaya capturando su posición en pixeles y anotando su longitud de onda en nanómetros.
Si son únicamente dos, entonces seleccione el ajuste lineal, si son más hay ajustes de grado mayor.
Con esto se reescribirá la ecuación de calibración basada en datos reales, no sólo en los parámetros del instrumento.
Con esto ya podrá moverse a cualquier otra parte del espectro con la confianza de que la longitud de onda será cercana a la esperada.
Errores debidos al tilt o curvatura de campo
Pongo aquí vagamente la asignación a la fuente de error, ya que ignoro cual de las dos sea.
Mimí notó que había un error sistemático en cada ventana espectral capturada. Ese error dependia de la longitud de onda central. El error es positivo del centro del campo hacia la izquierda y negativo del centro a la derecha. El error es lineal. Puede verse este efecto en la sección 5.4 de SelectLineas.
Me parece que el error es de tilt, ya que de la otra manera sería simétrico, positivo o negativo para ambos lados del centro.



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