吴抒阳，王 军，徐康怡，胡亦有，袁 梦

(苏州科技大学 物理科学与技术学院，江苏 苏州 215009)

显色指数是照明光源(如护眼灯)的重要参数，低显色指数的灯具导致场景颜色无法正确显示，从而影响儿童眼睛的健康发育，因此测量护眼灯的显色指数具有重要的实际意义[1-3]。测量显色指数需要光源的光谱数据，但商用光谱仪价格较高，使得该实验难以在本科公共实验中开展。为解决该问题，利用狭缝、反射光栅和USB摄像头自制了简易光谱仪，并对其标定，编写光谱仪程序，实现光源光谱数据的获取、彩色光谱图像的显示功能。利用光谱数据，编写了显色指数计算程序，实现了护眼灯显色指数的获取。实验中测量了市面上几种常用LED光源的显色指数，并与其出产数值比对，结果与商业光谱仪的测量结果吻合。

自制光谱仪的过程可由学生完成，使学生实践光栅衍射等物理原理，通过标定和测量过程，使学生掌握光谱仪的标定及测量技术。自制简易光谱仪因其成本低的优势，可广泛应用在公共大学物理实验和专业光学实验中，具有较好的实践教学意义。

1 实验原理

1.1 反射式简易光谱仪的制作

自制简易光谱仪的光路结构如图1所示，入射光经狭缝进入光谱仪后，被反射光栅衍射，摄像头采集衍射光线。调整反射光栅和摄像头的夹角，在避免零级光线进入镜头的同时，使一级衍射光恰好进入摄像头。摄像头采集的光谱图像实时显示在软件界面上，软件同时可实现光谱数据的计算及显示功能。……