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Nov 24, 2023

Un spectromètre détecte les produits chimiques en zappant des échantillons avec un faisceau laser

Chez Hackaday, nous aimons les projets qui se traduisent par des équipements de laboratoire utiles pour un

Chez Hackaday, nous aimons les projets qui se traduisent par des équipements de laboratoire utiles pour une fraction du coût des équipements professionnels. [Lorenz], chez Advanced Tinkering, a construit son propre instrument pour la spectroscopie à claquage induit par laser, ou LIBS, et c'est un appareil assez impressionnant. LIBS est une technique d'analyse des substances pour trouver leur composition chimique. En gros, l'idée est de zapper un échantillon avec un laser puissant, puis de regarder le petit nuage de plasma qui en résulte et de mesurer les longueurs d'onde émises par celui-ci.

Le laser [Lorenz] utilisé est une unité Nd:YAG récupérée d'une machine à détatouer. Après avoir déclenché une impulsion, une photodiode détecte la lumière et déclenche un spectromètre, qui se compose d'un réseau de diffraction, de quelques lentilles et miroirs et d'un capteur CCD linéaire. Le réseau divise les lumières entrantes en ses composants constitutifs, qui tombent sur le CCD et déclenchent ses pixels. Une carte STM32 Nucleo lit les résultats et les envoie à un PC pour un traitement ultérieur.

Ce bit de traitement s'est avéré être un projet complet en soi. [Lorenz] a fait appel à [g3gg0], un logiciel qui simplifie le fonctionnement du spectromètre. Tout d'abord, il aide à l'étalonnage de l'instrument. Dirigez le détecteur vers une source de lumière bien connue comme un laser ou une lampe fluorescente, puis sélectionnez les longueurs d'onde attendues sur le tracé spectral résultant. Le logiciel calcule ensuite automatiquement les coefficients corrects pour mapper chaque pixel à une longueur d'onde spécifique.

Le logiciel contient également une base de données de spectres correspondant aux éléments chimiques : une fois que vous avez pris un spectre d'un échantillon inconnu, vous pouvez les superposer sur le tracé résultant et essayer de trouver une correspondance. Le système qui en résulte semble fonctionner assez bien. Des échantillons d'oxyde de fer et d'oxyde d'argent ont donné une correspondance raisonnable avec leurs composants constitutifs.

Nous avons déjà vu d'autres types de spectromètres : si vous voulez simplement caractériser une source lumineuse, découvrez ce modèle basé sur Raspberry Pi. Si vous êtes intéressé par l'analyse chimique, vous pouvez également consulter ce spectromètre Raman open source.