SpectraProをMac(PC)で制御する(2025/04/11)（更新2025/04/14)
Player One CMOSカメラを取り付けたSpectraPro 300i分光器。スリット前もソーラボのケージが使えるように改造しています。
経緯
SpectraProはActon社の分光器で、研究室には古い500i, 300i, 150があります（現在はSpectraPro HRというのがこれらの後継機のようです）。500iは488 nm顕微ラマン分光器で使っていて、Princeton Instruments（現在Teledyne）のLightFieldソフトを使い、それでSpectraPro 500iと冷却CCDを制御しています。そちらはそれで問題ないのですが、LightFieldはライセンスがあって1台のPCでしか使えません。他の分光器300iと150を使う時には困ります。300iは今785 nmラマンで使っているのですが、使う時はLightFieldを使っているPCを300iに繋ぎかえて使う必要がありました。しかしそれも面倒なのでpythonで制御してみることにしました。
Pythonで制御してみる
SpectraProはRS232Cで制御できるので、pythonライブラリのpyserialが使えます。これはpipやcondaでインストールする必要があります。マニュアルによると通信設定は9600 baud, 8bit data, 1 stop bit, no parityとのこと。Macで使う場合はUSBシリアル変換ケーブルを使います。ドライバーのインストールが必要な場合があります。
SpectraProのコマンドは色々あるのですが、私の目的ではspectrographとして使うので（スキャンしながらの測定はしません）、そちらで主に使うものだけを紹介します。
- GOTO：これは指定された波長へ移動するコマンド。指定する波長は小数点3桁まで。e.g., 500.00 GOTO
- GRATING:これは使う回折格子を指定するコマンドです。数字で指定します。e.g., 1 GRATING
- ?GRATINGS：設置されている回折格子を返します。複数行になるので全部読み込まないといけません（OKが最後にくるのでそれが最後と判断できる）。現在選択されているものは最初に印がつきます（マニュアルでは>となっているが、実際は横棒？）。e.g., ?GRATING
- ?NM：現在の波長位置を返します。nm単位。e.g., ?NM
なおコマンドを送る時は最後にCR（キャリッジリターン）を付けます。送ったコマンドの返事には送ったコマンドのエコーとOKが送られてきて、さらにCR+LFが付いてます。返すデータがある時はそのデータが最初に来ます。
簡単な制御プログラムを作りました。次のリンクでダウンロードできます。 download テキストファイルですが、改行がMac/Linux形式なのでWindowsの方は直す必要があるかもしれません。
このプログラムはterminalで動かします。動かすとキーボードからキー入力でコマンドを実行します。終了する時はqキーを押して下さい。コマンドによってはさらに値の入力を要求します。最初に場合は最初のlで回折格子のリストを出させて、gで使う回折格子を選択（回折格子を変えているモーターの音がしばらくします）。それでmで指定の波長（nm単位）へ移動します（これもモーターの音が短くします）。rだと相対波数で指定できます。そのために使うレーザー波長をlaser_wlで指定しておきます。timeもインポートしてますが、今は使ってないので外してもいいです。
Macの場合、先頭行のpythonの場所を正しい場所へ変更します。そしてserial.Serialで指定するデバイス名"/dev/cu.*"は、ターミナルからls /dev/cu.*と入力して、出てくるリストから見つけます。USBシリアル変換ケーブルを繋ぐ前と繋いだ後で１つデバイスが増えているはずです。それがこの変換ケーブルに対応するデバイス名になりますので、それで書き換えてください。Windowsの場合はその次の行を有効にしてCOM？の？部分を直して下さい（最初の行もいらない）。
一応このプログラムでSpectraPro 150と300iが動くことを確認しました。
その後、TKinterでGUI化してみました。
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