给一个过时的光谱光仪带来新的生命,用于静态和时间解析的UCNP光学特征

科学领域:

• 科学仪器仪表科学仪器仪表
• 开源技术是开源技术.
• 频谱学是一种光谱学.

背景情况:

• 专有软件和硬件过时使科学设备无法操作,尤其影响低收入国家.
• 有限的资金往往迫使机构优先考虑通用设备,阻碍了专业研究领域,如升级转换研究.
• 使用开源解决方案对旧设备进行翻新,提供了一个可持续且具有成本效益的替代方案.

研究的目的:

• 通过使用开源硬件和软件,翻新和增强一台30年历史的Horiba PTI QuantaMaster 400光谱化仪.
• 为了使稳定状态和时间分辨率的光谱测量,包括先进的技术,如上转换研究.
• 为了在资源有限的环境中为科学研究提供一个具有成本效益和可持续的解决方案.

主要方法:

• 用运行Linux的现代Red Pitaya (RP) CPU和FPGA板取代专有控制系统.
• 开发了一个具有GUI和API的Python应用程序,以复制和增强原始功能.
• 集成光子计数和升级的单色仪控制使用RP板和DRV8825集成电路.
• 添加了一个计算机控制的红外激光来进行升级转换测量.

主要成果:

• 通过开源组件成功改装了一台30年前的光谱化仪,恢复并增强其功能.
• 实现了稳定状态和时间分辨率的光谱测量,包括光子计数.
• 通过以微秒分辨率描述上转化纳米粒子 (UCNPs) 来证明系统的能力.
• 经过翻新的仪器现在提供了增强的功能,可编程性和长期可持续性.

结论:

• 开源翻新提供了一种可行且具有成本效益的方法来延长科学设备的寿命.
• 这种方法使得获得先进研究能力的机会变得民主化,特别是对于资源有限的机构来说.
• 增强的光谱光仪支持专业研究,促进各种环境中的科学进步.