Файл: !Лабораторная работа №3 ТМД.pdf

а 

б 

в 

Рисунок 3.  Спектрометр Ocean Optics USB4000 (а),  источника света (б), и 

оптоволоконный пробник (в) с разъемами SMA-905 

 
Источник света DT-NINI-2GS излучает электромагнитные волны в УФ, видимом, ИК 

областях спектра, которые попадают в  оптоволоконный кабель с 6-ю световодами, (рис. 
4). Испускаемые пробником электромагнитные волны освещают кювету с образцом, после 
чего  некоторые  из  них  отражаются  и  снова  попадают  в  пробник,  где  по  центральному 
волокну  распространяются  к  спектрометру  по  другому  проводу,  на  конце  которого 
находится разъем SMA 905. 
 

Рисунок 4 – Вид собранной установки для исследования образцов в режиме отражения 

 
На  рисунке  5  показано  прохождения  света  в  спектрометре  через  ассиметричную 

скрещенную  схему  Черни-Тернера,  не  имеющую  подвижных  частей,  которые  могут 
подвергаться износу или ломаться.  

 Разъем  SMA  905  (1)  обеспечивает  точное  позиционирование  конца  оптического 

волокна,  а  также  является  держателем  входной  щели  (2)  поглощающего  фильтра  (3). 
Далее свет попадает на коллимирующее зеркало (4) и отражаясь от него попадает в виде 
параллельного пучка на дифракционную решетку (5). Дифракционная решетка разлагает 
свет  на  спектр,  который  попадает  на  фокусирующее  зеркало  (6),  которое  фокусирует 
спектры первого порядка в плоскости детектора. Цилиндрические собирающие линзы (7) 
установлены  на  детекторе  фокусируют  свет  на  более  короткие  элементы  детектора,  что 
позволяет  повысить  эффективность  собирания  света.  В  качестве  детектора  применяется 
линейная  ПЗС  матрица,  состоящая  из  3648  элементов.  Конфигурация  спектрометра 
настроена на измерение спектра в диапазоне 350- 850 нм. 

Рисунок 5. Схематическое изображение внутренних элементов спектрометра USB4000 

 
Программа  SpectraSuite  (рис.  6),  установленная  на  персональный  компьютер  позволяет 
управлять работой спектрометра. 
 

Рисунок 6. Интерфейс программы SpectraSuite c отображенным спектром. 
 

4. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ 
 
4.1. Подготовка установки к работе 
1. Ознакомится с инструкцией к спектрометру. 
2.  Собрать  установку  в  соответствие  с  рисунком  4.  Для  этого  необходимо 

подсоединить один волоконный провод с 6-ю волноводами к источнику света, а другой с 
1-м волноводом к спектрометру. Пробник вставить в штатив. 

4.2. Калибровка спектрометра 
Откалибровать  спектрометр.  Для  этого  необходимо  задать  спектрометру 

максимально темное и светлое состояния. Светлое состояние задается путем регистрации 
спектра, отраженного от зеркала.           

Выполнение данной процедуры позволит перейти в режим работы спектрометра на 

отражение (режим Reflectance). 

 
4.3. Проведение измерений и анализ полученных данных 
1. Получить спектры в режиме измерения отражения (режим Reflectance). 
2. Экспортировать данные в файл в формате ASCII. 
3. Провести измерения спектров в соответствии для образцов камер с №1-3. 
4. Охарактеризовать полученные спектры. 
5. Рассчитать толщину воздушного зазора в камерах. 
 
5. ВОПРОСЫ К ЗАЩИТЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ 

 
1. Для каких целей применяются  счетные камеры? 
2. Чем отличаются различные виды камер? 
3. Каким образом с использованием камеры определяют количество эритроцитов в объеме 
крови?  
4. Какие параметры можно определить с помощью счетных камер?  
5. В каком режиме работы собран спектрометр в данной лабораторной работе? 
6. Через какие элементы (в какой последовательности) проходит свет в данной установке? 
7. Для какой цели осуществляется калибровка спектрометра с заданием максимально 
темного и светлого состояний? 
8. В чем заключается цель проведения данной лабораторной работы? 
9. Запишите формулу для определения толщины воздушного зазора. 
10. Какие длины волн излучает источник света? 
11. В чем отличие полученных спектров для различных образцов камер? 
12. Опишите устройство камеры. 
 

6. ЛИТЕРАТУРА 

1. 

Ю. А. Ершов. Основы анализа биотехнических систем. Теоретические основы БТС: 
учебное пособие. Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. – 526 c. 

2. 

В.Г. Гусев Получение информации о параметрах и характеристиках организма и 
физические методы воздействия на него: учебное пособие – М: Машиностроение, 
2004. – 597 с. 

3. 

http://oceanoptics.com/product/usb4000-vis-nir/