Abstract

We report on the development of a low-cost spectrometer, based on off-the-shelf optical components, a 3D printed housing, and a modified Raspberry Pi camera module. With a bandwidth and spectral resolution of 60  nm and 1 nm, respectively, this device was designed for ultraviolet (UV) remote sensing of atmospheric sulphur dioxide (SO2), 310  nm. To the best of our knowledge, this is the first report of both a UV spectrometer and a nanometer resolution spectrometer based on smartphone sensor technology. The device performance was assessed and validated by measuring column amounts of SO2 within quartz cells with a differential optical absorption spectroscopy processing routine. This system could easily be reconfigured to cover other UV-visible-near-infrared spectral regions, as well as alternate spectral ranges and/or linewidths. Hence, our intention is also to highlight how this framework could be applied to build bespoke, low-cost, spectrometers for a range of scientific applications.

Published by The Optical Society under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 License. Further distribution of this work must maintain attribution to the author(s) and the published article's title, journal citation, and DOI.

Full Article  |  PDF Article
OSA Recommended Articles
Combined “dual” absorption and fluorescence smartphone spectrometers

Md. Arafat Hossain, John Canning, Sandra Ast, Kevin Cook, Peter J. Rutledge, and Abbas Jamalipour
Opt. Lett. 40(8) 1737-1740 (2015)

Monitoring of atmospheric ozone and nitrogen dioxide over the south of Portugal by ground-based and satellite observations

Daniele Bortoli, Ana Maria Silva, Maria João Costa, Ana Filipa Domingues, and Giorgio Giovanelli
Opt. Express 17(15) 12944-12959 (2009)

Pencil-like imaging spectrometer for bio-samples sensing

Fuhong Cai, Dan Wang, Min Zhu, and Sailing He
Biomed. Opt. Express 8(12) 5427-5436 (2017)

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. Z. J. Smith, K. Chu, A. R. Espenson, M. Rahimzadeh, A. Gryshuk, M. Molinaro, D. M. Dwyre, S. Lane, D. Matthews, and S. Wachsmann-Hogiu, PLoS ONE 6, e17150 (2011).
    [Crossref]
  2. C. Zhang, G. Cheng, P. Edwards, M.-D. Zhou, S. Zheng, and Z. Liu, Lab Chip 16, 246 (2016).
    [Crossref]
  3. J. P. Pommereau and F. Goutail, Geophys. Res. Lett. 15, 891 (1988).
    [Crossref]
  4. J. Stutz, B. Werner, M. Spolaor, L. Scalone, J. Festa, C. Tsai, R. Cheung, S. F. Colosimo, U. Tricoli, R. Raecke, R. Hossaini, M. P. Chipperfield, W. Feng, R.-S. Gao, E. J. Hintsa, J. W. Elkins, F. L. Moore, B. Daube, J. Pittman, S. Wofsy, and K. Pfeilsticker, Atmos. Meas. Tech. 10, 1 (2016).
  5. B. Galle, C. Oppenheimer, A. Geyer, A. J. S. McGonigle, M. Edmonds, and L. A. Horrocks, J. Volcanol. Geotherm. Res. 119, 241 (2003).
    [Crossref]
  6. A. J. S. McGonigle, C. Oppenheimer, B. Galle, T. A. Mather, and D. M. Pyle, Geophys. Res. Lett. 29, 46 (2002).
    [Crossref]
  7. M. A. Hossain, J. Canning, K. Cook, and A. Jamalipour, Opt. Lett. 41, 2237 (2016).
    [Crossref]
  8. U. Platt, Air Monitoring by Spectroscopic Techniques, M. W. Sigrist, ed. (Wiley, 1994), pp. 27–84.
  9. M. Morys, F. M. Mims, S. Hagerup, S. E. Anderson, A. Baker, J. Kia, and T. Walkup, J. Geophys. Res. 106, 14573 (2001).
    [Crossref]
  10. C. Zhang, N. C. Anzalone, R. P. Faria, and J. M. Pearce, PLoS ONE 8, e59840 (2013).
    [Crossref]
  11. S. Dutta, A. Choudhury, and P. Nath, IEEE Photonics Technol. Lett. 26, 568 (2014).
    [Crossref]
  12. H. Yu, Y. Tan, and B. T. Cunningham, Anal. Chem. 86, 8805 (2014).
    [Crossref]
  13. M. A. Hossain, J. Canning, S. Ast, K. Cook, P. J. Rutledge, and A. Jamalipour, Opt. Lett. 40, 1737 (2015).
    [Crossref]
  14. T. C. Wilkes, A. J. S. McGonigle, T. D. Pering, A. Taggart, B. White, R. Bryant, and J. Willmott, Sensors 16, 1649 (2016).
    [Crossref]
  15. T. C. Wilkes, T. D. Pering, A. J. S. McGonigle, G. Tamburello, and J. R. Willmott, Remote Sens. 9, 27 (2017).
  16. M. M. Millan, Atmos. Environ. 14, 1241 (1980).
    [Crossref]
  17. A. J. S. McGonigle, J. Volcanol. Geotherm. Res. 162, 111 (2007).
    [Crossref]
  18. E. P. Kantzas, A. J. S. McGonigle, G. Tamburello, and R. G. Bryant, Comput. Geosci. 40, 194 (2012).
    [Crossref]
  19. E. P. Kantzas, A. J. S. McGonigle, and R. G. Bryant, Sensors 9, 3256 (2009).
    [Crossref]
  20. A. C. Vandaele, P. C. Simon, J. M. Guilmot, and R. Colin, J. Geophys. Res. 99, 25599 (1994).
    [Crossref]
  21. L. Vogel, H. Sihler, J. Lampel, T. Wagner, and U. Platt, Atmos. Meas. Tech. 6, 275 (2013).
    [Crossref]
  22. M. Fickel and H. Delgado Granados, Chem. Geol. 462, 67 (2017).
    [Crossref]
  23. H. Ouchi, T. Mukai, T. Kamei, and M. Okamura, IEEE Trans. Electron Devices 26, 1965 (1979).
    [Crossref]
  24. A. Darmont, Aphesa White Paper, 1–13 (2009). http://www.aphesa.com/documents.php .

2017 (2)

T. C. Wilkes, T. D. Pering, A. J. S. McGonigle, G. Tamburello, and J. R. Willmott, Remote Sens. 9, 27 (2017).

M. Fickel and H. Delgado Granados, Chem. Geol. 462, 67 (2017).
[Crossref]

2016 (4)

M. A. Hossain, J. Canning, K. Cook, and A. Jamalipour, Opt. Lett. 41, 2237 (2016).
[Crossref]

T. C. Wilkes, A. J. S. McGonigle, T. D. Pering, A. Taggart, B. White, R. Bryant, and J. Willmott, Sensors 16, 1649 (2016).
[Crossref]

J. Stutz, B. Werner, M. Spolaor, L. Scalone, J. Festa, C. Tsai, R. Cheung, S. F. Colosimo, U. Tricoli, R. Raecke, R. Hossaini, M. P. Chipperfield, W. Feng, R.-S. Gao, E. J. Hintsa, J. W. Elkins, F. L. Moore, B. Daube, J. Pittman, S. Wofsy, and K. Pfeilsticker, Atmos. Meas. Tech. 10, 1 (2016).

C. Zhang, G. Cheng, P. Edwards, M.-D. Zhou, S. Zheng, and Z. Liu, Lab Chip 16, 246 (2016).
[Crossref]

2015 (1)

2014 (2)

S. Dutta, A. Choudhury, and P. Nath, IEEE Photonics Technol. Lett. 26, 568 (2014).
[Crossref]

H. Yu, Y. Tan, and B. T. Cunningham, Anal. Chem. 86, 8805 (2014).
[Crossref]

2013 (2)

C. Zhang, N. C. Anzalone, R. P. Faria, and J. M. Pearce, PLoS ONE 8, e59840 (2013).
[Crossref]

L. Vogel, H. Sihler, J. Lampel, T. Wagner, and U. Platt, Atmos. Meas. Tech. 6, 275 (2013).
[Crossref]

2012 (1)

E. P. Kantzas, A. J. S. McGonigle, G. Tamburello, and R. G. Bryant, Comput. Geosci. 40, 194 (2012).
[Crossref]

2011 (1)

Z. J. Smith, K. Chu, A. R. Espenson, M. Rahimzadeh, A. Gryshuk, M. Molinaro, D. M. Dwyre, S. Lane, D. Matthews, and S. Wachsmann-Hogiu, PLoS ONE 6, e17150 (2011).
[Crossref]

2009 (1)

E. P. Kantzas, A. J. S. McGonigle, and R. G. Bryant, Sensors 9, 3256 (2009).
[Crossref]

2007 (1)

A. J. S. McGonigle, J. Volcanol. Geotherm. Res. 162, 111 (2007).
[Crossref]

2003 (1)

B. Galle, C. Oppenheimer, A. Geyer, A. J. S. McGonigle, M. Edmonds, and L. A. Horrocks, J. Volcanol. Geotherm. Res. 119, 241 (2003).
[Crossref]

2002 (1)

A. J. S. McGonigle, C. Oppenheimer, B. Galle, T. A. Mather, and D. M. Pyle, Geophys. Res. Lett. 29, 46 (2002).
[Crossref]

2001 (1)

M. Morys, F. M. Mims, S. Hagerup, S. E. Anderson, A. Baker, J. Kia, and T. Walkup, J. Geophys. Res. 106, 14573 (2001).
[Crossref]

1994 (1)

A. C. Vandaele, P. C. Simon, J. M. Guilmot, and R. Colin, J. Geophys. Res. 99, 25599 (1994).
[Crossref]

1988 (1)

J. P. Pommereau and F. Goutail, Geophys. Res. Lett. 15, 891 (1988).
[Crossref]

1980 (1)

M. M. Millan, Atmos. Environ. 14, 1241 (1980).
[Crossref]

1979 (1)

H. Ouchi, T. Mukai, T. Kamei, and M. Okamura, IEEE Trans. Electron Devices 26, 1965 (1979).
[Crossref]

Anderson, S. E.

M. Morys, F. M. Mims, S. Hagerup, S. E. Anderson, A. Baker, J. Kia, and T. Walkup, J. Geophys. Res. 106, 14573 (2001).
[Crossref]

Anzalone, N. C.

C. Zhang, N. C. Anzalone, R. P. Faria, and J. M. Pearce, PLoS ONE 8, e59840 (2013).
[Crossref]

Ast, S.

Baker, A.

M. Morys, F. M. Mims, S. Hagerup, S. E. Anderson, A. Baker, J. Kia, and T. Walkup, J. Geophys. Res. 106, 14573 (2001).
[Crossref]

Bryant, R.

T. C. Wilkes, A. J. S. McGonigle, T. D. Pering, A. Taggart, B. White, R. Bryant, and J. Willmott, Sensors 16, 1649 (2016).
[Crossref]

Bryant, R. G.

E. P. Kantzas, A. J. S. McGonigle, G. Tamburello, and R. G. Bryant, Comput. Geosci. 40, 194 (2012).
[Crossref]

E. P. Kantzas, A. J. S. McGonigle, and R. G. Bryant, Sensors 9, 3256 (2009).
[Crossref]

Canning, J.

Cheng, G.

C. Zhang, G. Cheng, P. Edwards, M.-D. Zhou, S. Zheng, and Z. Liu, Lab Chip 16, 246 (2016).
[Crossref]

Cheung, R.

J. Stutz, B. Werner, M. Spolaor, L. Scalone, J. Festa, C. Tsai, R. Cheung, S. F. Colosimo, U. Tricoli, R. Raecke, R. Hossaini, M. P. Chipperfield, W. Feng, R.-S. Gao, E. J. Hintsa, J. W. Elkins, F. L. Moore, B. Daube, J. Pittman, S. Wofsy, and K. Pfeilsticker, Atmos. Meas. Tech. 10, 1 (2016).

Chipperfield, M. P.

J. Stutz, B. Werner, M. Spolaor, L. Scalone, J. Festa, C. Tsai, R. Cheung, S. F. Colosimo, U. Tricoli, R. Raecke, R. Hossaini, M. P. Chipperfield, W. Feng, R.-S. Gao, E. J. Hintsa, J. W. Elkins, F. L. Moore, B. Daube, J. Pittman, S. Wofsy, and K. Pfeilsticker, Atmos. Meas. Tech. 10, 1 (2016).

Choudhury, A.

S. Dutta, A. Choudhury, and P. Nath, IEEE Photonics Technol. Lett. 26, 568 (2014).
[Crossref]

Chu, K.

Z. J. Smith, K. Chu, A. R. Espenson, M. Rahimzadeh, A. Gryshuk, M. Molinaro, D. M. Dwyre, S. Lane, D. Matthews, and S. Wachsmann-Hogiu, PLoS ONE 6, e17150 (2011).
[Crossref]

Colin, R.

A. C. Vandaele, P. C. Simon, J. M. Guilmot, and R. Colin, J. Geophys. Res. 99, 25599 (1994).
[Crossref]

Colosimo, S. F.

J. Stutz, B. Werner, M. Spolaor, L. Scalone, J. Festa, C. Tsai, R. Cheung, S. F. Colosimo, U. Tricoli, R. Raecke, R. Hossaini, M. P. Chipperfield, W. Feng, R.-S. Gao, E. J. Hintsa, J. W. Elkins, F. L. Moore, B. Daube, J. Pittman, S. Wofsy, and K. Pfeilsticker, Atmos. Meas. Tech. 10, 1 (2016).

Cook, K.

Cunningham, B. T.

H. Yu, Y. Tan, and B. T. Cunningham, Anal. Chem. 86, 8805 (2014).
[Crossref]

Daube, B.

J. Stutz, B. Werner, M. Spolaor, L. Scalone, J. Festa, C. Tsai, R. Cheung, S. F. Colosimo, U. Tricoli, R. Raecke, R. Hossaini, M. P. Chipperfield, W. Feng, R.-S. Gao, E. J. Hintsa, J. W. Elkins, F. L. Moore, B. Daube, J. Pittman, S. Wofsy, and K. Pfeilsticker, Atmos. Meas. Tech. 10, 1 (2016).

Delgado Granados, H.

M. Fickel and H. Delgado Granados, Chem. Geol. 462, 67 (2017).
[Crossref]

Dutta, S.

S. Dutta, A. Choudhury, and P. Nath, IEEE Photonics Technol. Lett. 26, 568 (2014).
[Crossref]

Dwyre, D. M.

Z. J. Smith, K. Chu, A. R. Espenson, M. Rahimzadeh, A. Gryshuk, M. Molinaro, D. M. Dwyre, S. Lane, D. Matthews, and S. Wachsmann-Hogiu, PLoS ONE 6, e17150 (2011).
[Crossref]

Edmonds, M.

B. Galle, C. Oppenheimer, A. Geyer, A. J. S. McGonigle, M. Edmonds, and L. A. Horrocks, J. Volcanol. Geotherm. Res. 119, 241 (2003).
[Crossref]

Edwards, P.

C. Zhang, G. Cheng, P. Edwards, M.-D. Zhou, S. Zheng, and Z. Liu, Lab Chip 16, 246 (2016).
[Crossref]

Elkins, J. W.

J. Stutz, B. Werner, M. Spolaor, L. Scalone, J. Festa, C. Tsai, R. Cheung, S. F. Colosimo, U. Tricoli, R. Raecke, R. Hossaini, M. P. Chipperfield, W. Feng, R.-S. Gao, E. J. Hintsa, J. W. Elkins, F. L. Moore, B. Daube, J. Pittman, S. Wofsy, and K. Pfeilsticker, Atmos. Meas. Tech. 10, 1 (2016).

Espenson, A. R.

Z. J. Smith, K. Chu, A. R. Espenson, M. Rahimzadeh, A. Gryshuk, M. Molinaro, D. M. Dwyre, S. Lane, D. Matthews, and S. Wachsmann-Hogiu, PLoS ONE 6, e17150 (2011).
[Crossref]

Faria, R. P.

C. Zhang, N. C. Anzalone, R. P. Faria, and J. M. Pearce, PLoS ONE 8, e59840 (2013).
[Crossref]

Feng, W.

J. Stutz, B. Werner, M. Spolaor, L. Scalone, J. Festa, C. Tsai, R. Cheung, S. F. Colosimo, U. Tricoli, R. Raecke, R. Hossaini, M. P. Chipperfield, W. Feng, R.-S. Gao, E. J. Hintsa, J. W. Elkins, F. L. Moore, B. Daube, J. Pittman, S. Wofsy, and K. Pfeilsticker, Atmos. Meas. Tech. 10, 1 (2016).

Festa, J.

J. Stutz, B. Werner, M. Spolaor, L. Scalone, J. Festa, C. Tsai, R. Cheung, S. F. Colosimo, U. Tricoli, R. Raecke, R. Hossaini, M. P. Chipperfield, W. Feng, R.-S. Gao, E. J. Hintsa, J. W. Elkins, F. L. Moore, B. Daube, J. Pittman, S. Wofsy, and K. Pfeilsticker, Atmos. Meas. Tech. 10, 1 (2016).

Fickel, M.

M. Fickel and H. Delgado Granados, Chem. Geol. 462, 67 (2017).
[Crossref]

Galle, B.

B. Galle, C. Oppenheimer, A. Geyer, A. J. S. McGonigle, M. Edmonds, and L. A. Horrocks, J. Volcanol. Geotherm. Res. 119, 241 (2003).
[Crossref]

A. J. S. McGonigle, C. Oppenheimer, B. Galle, T. A. Mather, and D. M. Pyle, Geophys. Res. Lett. 29, 46 (2002).
[Crossref]

Gao, R.-S.

J. Stutz, B. Werner, M. Spolaor, L. Scalone, J. Festa, C. Tsai, R. Cheung, S. F. Colosimo, U. Tricoli, R. Raecke, R. Hossaini, M. P. Chipperfield, W. Feng, R.-S. Gao, E. J. Hintsa, J. W. Elkins, F. L. Moore, B. Daube, J. Pittman, S. Wofsy, and K. Pfeilsticker, Atmos. Meas. Tech. 10, 1 (2016).

Geyer, A.

B. Galle, C. Oppenheimer, A. Geyer, A. J. S. McGonigle, M. Edmonds, and L. A. Horrocks, J. Volcanol. Geotherm. Res. 119, 241 (2003).
[Crossref]

Goutail, F.

J. P. Pommereau and F. Goutail, Geophys. Res. Lett. 15, 891 (1988).
[Crossref]

Gryshuk, A.

Z. J. Smith, K. Chu, A. R. Espenson, M. Rahimzadeh, A. Gryshuk, M. Molinaro, D. M. Dwyre, S. Lane, D. Matthews, and S. Wachsmann-Hogiu, PLoS ONE 6, e17150 (2011).
[Crossref]

Guilmot, J. M.

A. C. Vandaele, P. C. Simon, J. M. Guilmot, and R. Colin, J. Geophys. Res. 99, 25599 (1994).
[Crossref]

Hagerup, S.

M. Morys, F. M. Mims, S. Hagerup, S. E. Anderson, A. Baker, J. Kia, and T. Walkup, J. Geophys. Res. 106, 14573 (2001).
[Crossref]

Hintsa, E. J.

J. Stutz, B. Werner, M. Spolaor, L. Scalone, J. Festa, C. Tsai, R. Cheung, S. F. Colosimo, U. Tricoli, R. Raecke, R. Hossaini, M. P. Chipperfield, W. Feng, R.-S. Gao, E. J. Hintsa, J. W. Elkins, F. L. Moore, B. Daube, J. Pittman, S. Wofsy, and K. Pfeilsticker, Atmos. Meas. Tech. 10, 1 (2016).

Horrocks, L. A.

B. Galle, C. Oppenheimer, A. Geyer, A. J. S. McGonigle, M. Edmonds, and L. A. Horrocks, J. Volcanol. Geotherm. Res. 119, 241 (2003).
[Crossref]

Hossain, M. A.

Hossaini, R.

J. Stutz, B. Werner, M. Spolaor, L. Scalone, J. Festa, C. Tsai, R. Cheung, S. F. Colosimo, U. Tricoli, R. Raecke, R. Hossaini, M. P. Chipperfield, W. Feng, R.-S. Gao, E. J. Hintsa, J. W. Elkins, F. L. Moore, B. Daube, J. Pittman, S. Wofsy, and K. Pfeilsticker, Atmos. Meas. Tech. 10, 1 (2016).

Jamalipour, A.

Kamei, T.

H. Ouchi, T. Mukai, T. Kamei, and M. Okamura, IEEE Trans. Electron Devices 26, 1965 (1979).
[Crossref]

Kantzas, E. P.

E. P. Kantzas, A. J. S. McGonigle, G. Tamburello, and R. G. Bryant, Comput. Geosci. 40, 194 (2012).
[Crossref]

E. P. Kantzas, A. J. S. McGonigle, and R. G. Bryant, Sensors 9, 3256 (2009).
[Crossref]

Kia, J.

M. Morys, F. M. Mims, S. Hagerup, S. E. Anderson, A. Baker, J. Kia, and T. Walkup, J. Geophys. Res. 106, 14573 (2001).
[Crossref]

Lampel, J.

L. Vogel, H. Sihler, J. Lampel, T. Wagner, and U. Platt, Atmos. Meas. Tech. 6, 275 (2013).
[Crossref]

Lane, S.

Z. J. Smith, K. Chu, A. R. Espenson, M. Rahimzadeh, A. Gryshuk, M. Molinaro, D. M. Dwyre, S. Lane, D. Matthews, and S. Wachsmann-Hogiu, PLoS ONE 6, e17150 (2011).
[Crossref]

Liu, Z.

C. Zhang, G. Cheng, P. Edwards, M.-D. Zhou, S. Zheng, and Z. Liu, Lab Chip 16, 246 (2016).
[Crossref]

Mather, T. A.

A. J. S. McGonigle, C. Oppenheimer, B. Galle, T. A. Mather, and D. M. Pyle, Geophys. Res. Lett. 29, 46 (2002).
[Crossref]

Matthews, D.

Z. J. Smith, K. Chu, A. R. Espenson, M. Rahimzadeh, A. Gryshuk, M. Molinaro, D. M. Dwyre, S. Lane, D. Matthews, and S. Wachsmann-Hogiu, PLoS ONE 6, e17150 (2011).
[Crossref]

McGonigle, A. J. S.

T. C. Wilkes, T. D. Pering, A. J. S. McGonigle, G. Tamburello, and J. R. Willmott, Remote Sens. 9, 27 (2017).

T. C. Wilkes, A. J. S. McGonigle, T. D. Pering, A. Taggart, B. White, R. Bryant, and J. Willmott, Sensors 16, 1649 (2016).
[Crossref]

E. P. Kantzas, A. J. S. McGonigle, G. Tamburello, and R. G. Bryant, Comput. Geosci. 40, 194 (2012).
[Crossref]

E. P. Kantzas, A. J. S. McGonigle, and R. G. Bryant, Sensors 9, 3256 (2009).
[Crossref]

A. J. S. McGonigle, J. Volcanol. Geotherm. Res. 162, 111 (2007).
[Crossref]

B. Galle, C. Oppenheimer, A. Geyer, A. J. S. McGonigle, M. Edmonds, and L. A. Horrocks, J. Volcanol. Geotherm. Res. 119, 241 (2003).
[Crossref]

A. J. S. McGonigle, C. Oppenheimer, B. Galle, T. A. Mather, and D. M. Pyle, Geophys. Res. Lett. 29, 46 (2002).
[Crossref]

Millan, M. M.

M. M. Millan, Atmos. Environ. 14, 1241 (1980).
[Crossref]

Mims, F. M.

M. Morys, F. M. Mims, S. Hagerup, S. E. Anderson, A. Baker, J. Kia, and T. Walkup, J. Geophys. Res. 106, 14573 (2001).
[Crossref]

Molinaro, M.

Z. J. Smith, K. Chu, A. R. Espenson, M. Rahimzadeh, A. Gryshuk, M. Molinaro, D. M. Dwyre, S. Lane, D. Matthews, and S. Wachsmann-Hogiu, PLoS ONE 6, e17150 (2011).
[Crossref]

Moore, F. L.

J. Stutz, B. Werner, M. Spolaor, L. Scalone, J. Festa, C. Tsai, R. Cheung, S. F. Colosimo, U. Tricoli, R. Raecke, R. Hossaini, M. P. Chipperfield, W. Feng, R.-S. Gao, E. J. Hintsa, J. W. Elkins, F. L. Moore, B. Daube, J. Pittman, S. Wofsy, and K. Pfeilsticker, Atmos. Meas. Tech. 10, 1 (2016).

Morys, M.

M. Morys, F. M. Mims, S. Hagerup, S. E. Anderson, A. Baker, J. Kia, and T. Walkup, J. Geophys. Res. 106, 14573 (2001).
[Crossref]

Mukai, T.

H. Ouchi, T. Mukai, T. Kamei, and M. Okamura, IEEE Trans. Electron Devices 26, 1965 (1979).
[Crossref]

Nath, P.

S. Dutta, A. Choudhury, and P. Nath, IEEE Photonics Technol. Lett. 26, 568 (2014).
[Crossref]

Okamura, M.

H. Ouchi, T. Mukai, T. Kamei, and M. Okamura, IEEE Trans. Electron Devices 26, 1965 (1979).
[Crossref]

Oppenheimer, C.

B. Galle, C. Oppenheimer, A. Geyer, A. J. S. McGonigle, M. Edmonds, and L. A. Horrocks, J. Volcanol. Geotherm. Res. 119, 241 (2003).
[Crossref]

A. J. S. McGonigle, C. Oppenheimer, B. Galle, T. A. Mather, and D. M. Pyle, Geophys. Res. Lett. 29, 46 (2002).
[Crossref]

Ouchi, H.

H. Ouchi, T. Mukai, T. Kamei, and M. Okamura, IEEE Trans. Electron Devices 26, 1965 (1979).
[Crossref]

Pearce, J. M.

C. Zhang, N. C. Anzalone, R. P. Faria, and J. M. Pearce, PLoS ONE 8, e59840 (2013).
[Crossref]

Pering, T. D.

T. C. Wilkes, T. D. Pering, A. J. S. McGonigle, G. Tamburello, and J. R. Willmott, Remote Sens. 9, 27 (2017).

T. C. Wilkes, A. J. S. McGonigle, T. D. Pering, A. Taggart, B. White, R. Bryant, and J. Willmott, Sensors 16, 1649 (2016).
[Crossref]

Pfeilsticker, K.

J. Stutz, B. Werner, M. Spolaor, L. Scalone, J. Festa, C. Tsai, R. Cheung, S. F. Colosimo, U. Tricoli, R. Raecke, R. Hossaini, M. P. Chipperfield, W. Feng, R.-S. Gao, E. J. Hintsa, J. W. Elkins, F. L. Moore, B. Daube, J. Pittman, S. Wofsy, and K. Pfeilsticker, Atmos. Meas. Tech. 10, 1 (2016).

Pittman, J.

J. Stutz, B. Werner, M. Spolaor, L. Scalone, J. Festa, C. Tsai, R. Cheung, S. F. Colosimo, U. Tricoli, R. Raecke, R. Hossaini, M. P. Chipperfield, W. Feng, R.-S. Gao, E. J. Hintsa, J. W. Elkins, F. L. Moore, B. Daube, J. Pittman, S. Wofsy, and K. Pfeilsticker, Atmos. Meas. Tech. 10, 1 (2016).

Platt, U.

L. Vogel, H. Sihler, J. Lampel, T. Wagner, and U. Platt, Atmos. Meas. Tech. 6, 275 (2013).
[Crossref]

U. Platt, Air Monitoring by Spectroscopic Techniques, M. W. Sigrist, ed. (Wiley, 1994), pp. 27–84.

Pommereau, J. P.

J. P. Pommereau and F. Goutail, Geophys. Res. Lett. 15, 891 (1988).
[Crossref]

Pyle, D. M.

A. J. S. McGonigle, C. Oppenheimer, B. Galle, T. A. Mather, and D. M. Pyle, Geophys. Res. Lett. 29, 46 (2002).
[Crossref]

Raecke, R.

J. Stutz, B. Werner, M. Spolaor, L. Scalone, J. Festa, C. Tsai, R. Cheung, S. F. Colosimo, U. Tricoli, R. Raecke, R. Hossaini, M. P. Chipperfield, W. Feng, R.-S. Gao, E. J. Hintsa, J. W. Elkins, F. L. Moore, B. Daube, J. Pittman, S. Wofsy, and K. Pfeilsticker, Atmos. Meas. Tech. 10, 1 (2016).

Rahimzadeh, M.

Z. J. Smith, K. Chu, A. R. Espenson, M. Rahimzadeh, A. Gryshuk, M. Molinaro, D. M. Dwyre, S. Lane, D. Matthews, and S. Wachsmann-Hogiu, PLoS ONE 6, e17150 (2011).
[Crossref]

Rutledge, P. J.

Scalone, L.

J. Stutz, B. Werner, M. Spolaor, L. Scalone, J. Festa, C. Tsai, R. Cheung, S. F. Colosimo, U. Tricoli, R. Raecke, R. Hossaini, M. P. Chipperfield, W. Feng, R.-S. Gao, E. J. Hintsa, J. W. Elkins, F. L. Moore, B. Daube, J. Pittman, S. Wofsy, and K. Pfeilsticker, Atmos. Meas. Tech. 10, 1 (2016).

Sihler, H.

L. Vogel, H. Sihler, J. Lampel, T. Wagner, and U. Platt, Atmos. Meas. Tech. 6, 275 (2013).
[Crossref]

Simon, P. C.

A. C. Vandaele, P. C. Simon, J. M. Guilmot, and R. Colin, J. Geophys. Res. 99, 25599 (1994).
[Crossref]

Smith, Z. J.

Z. J. Smith, K. Chu, A. R. Espenson, M. Rahimzadeh, A. Gryshuk, M. Molinaro, D. M. Dwyre, S. Lane, D. Matthews, and S. Wachsmann-Hogiu, PLoS ONE 6, e17150 (2011).
[Crossref]

Spolaor, M.

J. Stutz, B. Werner, M. Spolaor, L. Scalone, J. Festa, C. Tsai, R. Cheung, S. F. Colosimo, U. Tricoli, R. Raecke, R. Hossaini, M. P. Chipperfield, W. Feng, R.-S. Gao, E. J. Hintsa, J. W. Elkins, F. L. Moore, B. Daube, J. Pittman, S. Wofsy, and K. Pfeilsticker, Atmos. Meas. Tech. 10, 1 (2016).

Stutz, J.

J. Stutz, B. Werner, M. Spolaor, L. Scalone, J. Festa, C. Tsai, R. Cheung, S. F. Colosimo, U. Tricoli, R. Raecke, R. Hossaini, M. P. Chipperfield, W. Feng, R.-S. Gao, E. J. Hintsa, J. W. Elkins, F. L. Moore, B. Daube, J. Pittman, S. Wofsy, and K. Pfeilsticker, Atmos. Meas. Tech. 10, 1 (2016).

Taggart, A.

T. C. Wilkes, A. J. S. McGonigle, T. D. Pering, A. Taggart, B. White, R. Bryant, and J. Willmott, Sensors 16, 1649 (2016).
[Crossref]

Tamburello, G.

T. C. Wilkes, T. D. Pering, A. J. S. McGonigle, G. Tamburello, and J. R. Willmott, Remote Sens. 9, 27 (2017).

E. P. Kantzas, A. J. S. McGonigle, G. Tamburello, and R. G. Bryant, Comput. Geosci. 40, 194 (2012).
[Crossref]

Tan, Y.

H. Yu, Y. Tan, and B. T. Cunningham, Anal. Chem. 86, 8805 (2014).
[Crossref]

Tricoli, U.

J. Stutz, B. Werner, M. Spolaor, L. Scalone, J. Festa, C. Tsai, R. Cheung, S. F. Colosimo, U. Tricoli, R. Raecke, R. Hossaini, M. P. Chipperfield, W. Feng, R.-S. Gao, E. J. Hintsa, J. W. Elkins, F. L. Moore, B. Daube, J. Pittman, S. Wofsy, and K. Pfeilsticker, Atmos. Meas. Tech. 10, 1 (2016).

Tsai, C.

J. Stutz, B. Werner, M. Spolaor, L. Scalone, J. Festa, C. Tsai, R. Cheung, S. F. Colosimo, U. Tricoli, R. Raecke, R. Hossaini, M. P. Chipperfield, W. Feng, R.-S. Gao, E. J. Hintsa, J. W. Elkins, F. L. Moore, B. Daube, J. Pittman, S. Wofsy, and K. Pfeilsticker, Atmos. Meas. Tech. 10, 1 (2016).

Vandaele, A. C.

A. C. Vandaele, P. C. Simon, J. M. Guilmot, and R. Colin, J. Geophys. Res. 99, 25599 (1994).
[Crossref]

Vogel, L.

L. Vogel, H. Sihler, J. Lampel, T. Wagner, and U. Platt, Atmos. Meas. Tech. 6, 275 (2013).
[Crossref]

Wachsmann-Hogiu, S.

Z. J. Smith, K. Chu, A. R. Espenson, M. Rahimzadeh, A. Gryshuk, M. Molinaro, D. M. Dwyre, S. Lane, D. Matthews, and S. Wachsmann-Hogiu, PLoS ONE 6, e17150 (2011).
[Crossref]

Wagner, T.

L. Vogel, H. Sihler, J. Lampel, T. Wagner, and U. Platt, Atmos. Meas. Tech. 6, 275 (2013).
[Crossref]

Walkup, T.

M. Morys, F. M. Mims, S. Hagerup, S. E. Anderson, A. Baker, J. Kia, and T. Walkup, J. Geophys. Res. 106, 14573 (2001).
[Crossref]

Werner, B.

J. Stutz, B. Werner, M. Spolaor, L. Scalone, J. Festa, C. Tsai, R. Cheung, S. F. Colosimo, U. Tricoli, R. Raecke, R. Hossaini, M. P. Chipperfield, W. Feng, R.-S. Gao, E. J. Hintsa, J. W. Elkins, F. L. Moore, B. Daube, J. Pittman, S. Wofsy, and K. Pfeilsticker, Atmos. Meas. Tech. 10, 1 (2016).

White, B.

T. C. Wilkes, A. J. S. McGonigle, T. D. Pering, A. Taggart, B. White, R. Bryant, and J. Willmott, Sensors 16, 1649 (2016).
[Crossref]

Wilkes, T. C.

T. C. Wilkes, T. D. Pering, A. J. S. McGonigle, G. Tamburello, and J. R. Willmott, Remote Sens. 9, 27 (2017).

T. C. Wilkes, A. J. S. McGonigle, T. D. Pering, A. Taggart, B. White, R. Bryant, and J. Willmott, Sensors 16, 1649 (2016).
[Crossref]

Willmott, J.

T. C. Wilkes, A. J. S. McGonigle, T. D. Pering, A. Taggart, B. White, R. Bryant, and J. Willmott, Sensors 16, 1649 (2016).
[Crossref]

Willmott, J. R.

T. C. Wilkes, T. D. Pering, A. J. S. McGonigle, G. Tamburello, and J. R. Willmott, Remote Sens. 9, 27 (2017).

Wofsy, S.

J. Stutz, B. Werner, M. Spolaor, L. Scalone, J. Festa, C. Tsai, R. Cheung, S. F. Colosimo, U. Tricoli, R. Raecke, R. Hossaini, M. P. Chipperfield, W. Feng, R.-S. Gao, E. J. Hintsa, J. W. Elkins, F. L. Moore, B. Daube, J. Pittman, S. Wofsy, and K. Pfeilsticker, Atmos. Meas. Tech. 10, 1 (2016).

Yu, H.

H. Yu, Y. Tan, and B. T. Cunningham, Anal. Chem. 86, 8805 (2014).
[Crossref]

Zhang, C.

C. Zhang, G. Cheng, P. Edwards, M.-D. Zhou, S. Zheng, and Z. Liu, Lab Chip 16, 246 (2016).
[Crossref]

C. Zhang, N. C. Anzalone, R. P. Faria, and J. M. Pearce, PLoS ONE 8, e59840 (2013).
[Crossref]

Zheng, S.

C. Zhang, G. Cheng, P. Edwards, M.-D. Zhou, S. Zheng, and Z. Liu, Lab Chip 16, 246 (2016).
[Crossref]

Zhou, M.-D.

C. Zhang, G. Cheng, P. Edwards, M.-D. Zhou, S. Zheng, and Z. Liu, Lab Chip 16, 246 (2016).
[Crossref]

Anal. Chem. (1)

H. Yu, Y. Tan, and B. T. Cunningham, Anal. Chem. 86, 8805 (2014).
[Crossref]

Atmos. Environ. (1)

M. M. Millan, Atmos. Environ. 14, 1241 (1980).
[Crossref]

Atmos. Meas. Tech. (2)

J. Stutz, B. Werner, M. Spolaor, L. Scalone, J. Festa, C. Tsai, R. Cheung, S. F. Colosimo, U. Tricoli, R. Raecke, R. Hossaini, M. P. Chipperfield, W. Feng, R.-S. Gao, E. J. Hintsa, J. W. Elkins, F. L. Moore, B. Daube, J. Pittman, S. Wofsy, and K. Pfeilsticker, Atmos. Meas. Tech. 10, 1 (2016).

L. Vogel, H. Sihler, J. Lampel, T. Wagner, and U. Platt, Atmos. Meas. Tech. 6, 275 (2013).
[Crossref]

Chem. Geol. (1)

M. Fickel and H. Delgado Granados, Chem. Geol. 462, 67 (2017).
[Crossref]

Comput. Geosci. (1)

E. P. Kantzas, A. J. S. McGonigle, G. Tamburello, and R. G. Bryant, Comput. Geosci. 40, 194 (2012).
[Crossref]

Geophys. Res. Lett. (2)

J. P. Pommereau and F. Goutail, Geophys. Res. Lett. 15, 891 (1988).
[Crossref]

A. J. S. McGonigle, C. Oppenheimer, B. Galle, T. A. Mather, and D. M. Pyle, Geophys. Res. Lett. 29, 46 (2002).
[Crossref]

IEEE Photonics Technol. Lett. (1)

S. Dutta, A. Choudhury, and P. Nath, IEEE Photonics Technol. Lett. 26, 568 (2014).
[Crossref]

IEEE Trans. Electron Devices (1)

H. Ouchi, T. Mukai, T. Kamei, and M. Okamura, IEEE Trans. Electron Devices 26, 1965 (1979).
[Crossref]

J. Geophys. Res. (2)

A. C. Vandaele, P. C. Simon, J. M. Guilmot, and R. Colin, J. Geophys. Res. 99, 25599 (1994).
[Crossref]

M. Morys, F. M. Mims, S. Hagerup, S. E. Anderson, A. Baker, J. Kia, and T. Walkup, J. Geophys. Res. 106, 14573 (2001).
[Crossref]

J. Volcanol. Geotherm. Res. (2)

B. Galle, C. Oppenheimer, A. Geyer, A. J. S. McGonigle, M. Edmonds, and L. A. Horrocks, J. Volcanol. Geotherm. Res. 119, 241 (2003).
[Crossref]

A. J. S. McGonigle, J. Volcanol. Geotherm. Res. 162, 111 (2007).
[Crossref]

Lab Chip (1)

C. Zhang, G. Cheng, P. Edwards, M.-D. Zhou, S. Zheng, and Z. Liu, Lab Chip 16, 246 (2016).
[Crossref]

Opt. Lett. (2)

PLoS ONE (2)

Z. J. Smith, K. Chu, A. R. Espenson, M. Rahimzadeh, A. Gryshuk, M. Molinaro, D. M. Dwyre, S. Lane, D. Matthews, and S. Wachsmann-Hogiu, PLoS ONE 6, e17150 (2011).
[Crossref]

C. Zhang, N. C. Anzalone, R. P. Faria, and J. M. Pearce, PLoS ONE 8, e59840 (2013).
[Crossref]

Remote Sens. (1)

T. C. Wilkes, T. D. Pering, A. J. S. McGonigle, G. Tamburello, and J. R. Willmott, Remote Sens. 9, 27 (2017).

Sensors (2)

E. P. Kantzas, A. J. S. McGonigle, and R. G. Bryant, Sensors 9, 3256 (2009).
[Crossref]

T. C. Wilkes, A. J. S. McGonigle, T. D. Pering, A. Taggart, B. White, R. Bryant, and J. Willmott, Sensors 16, 1649 (2016).
[Crossref]

Other (2)

U. Platt, Air Monitoring by Spectroscopic Techniques, M. W. Sigrist, ed. (Wiley, 1994), pp. 27–84.

A. Darmont, Aphesa White Paper, 1–13 (2009). http://www.aphesa.com/documents.php .

Cited By

OSA participates in Crossref's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (3)

Fig. 1.
Fig. 1.

Image of the spectrometer. Overlain is the ray tracing output from OpticStudio for a variety of wavelengths. Light enters through the slit aperture; a short-pass filter then blocks much of the visible radiation to reduce stray light. The light is collimated by a spherical mirror, dispersed with the diffraction grating, then focused onto the R-Pi sensor by a second spherical mirror.

Fig. 2.
Fig. 2.

(A) PiSpec image of Hg–Ar lamp input, from which the calibrated spectrum (B) was generated, by co-adding the 11 brightest rows (300–310), centered on the blue line in (A), e.g., the central horizontal optical axis of the system. The FWHM of one of the non-saturated lamp peaks provided a 1  nm constraint on the linewidth.

Fig. 3.
Fig. 3.

Example processed PiSpec absorbance spectra calculated for gas-filled SO2 cells and fitted reference spectra using data from Ref. [20]. Column densities of (A) 316 and (B) 1187 ppm·m were found for the two cells, when co-adding 11 rows. (C) and (D) are as (A) and (B), respectively, but with no co-adding of rows. Increased noise levels are evident in the absorbances, and respective column densities of 290 and 1278 ppm·m were found in this case.

Equations (1)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

A(λ)=ln[I0(λ)I(λ)],

Metrics