LED बल्बलाई क्यालिब्रेट गर्न कति जना मापन वैज्ञानिकहरू चाहिन्छ? संयुक्त राज्य अमेरिकाको नेशनल इन्स्टिच्युट अफ स्ट्यान्डर्ड्स एन्ड टेक्नोलोजी (एनआईएसटी)का अनुसन्धानकर्ताहरूका लागि यो संख्या केही हप्ताअघिको तुलनामा आधा हो। जुनमा, NIST ले एलईडी बत्ती र अन्य ठोस-राज्य प्रकाश उत्पादनहरूको चमक मूल्याङ्कन गर्न छिटो, थप सटीक, र श्रम-बचत क्यालिब्रेसन सेवाहरू प्रदान गर्न थालेको छ। यस सेवाका ग्राहकहरूमा एलईडी लाइट निर्माताहरू र अन्य क्यालिब्रेसन प्रयोगशालाहरू समावेश छन्। उदाहरणका लागि, क्यालिब्रेट गरिएको बत्तीले डेस्क बत्तीमा रहेको ६० वाट बराबरको LED बल्ब साँच्चै ६० वाट बराबरको छ भनी सुनिश्चित गर्न सक्छ, वा लडाकु जेटमा पाइलटसँग उपयुक्त रनवे प्रकाश छ भनी सुनिश्चित गर्न सक्छ।

LED निर्माताहरूले तिनीहरूले निर्माण गर्ने बत्तीहरू डिजाइन गरिएका जस्तै उज्यालो छन् भनी सुनिश्चित गर्न आवश्यक छ। यो प्राप्त गर्न, फोटोमिटरको साथ यी बत्तीहरू क्यालिब्रेट गर्नुहोस्, जुन एक उपकरण हो जसले विभिन्न रंगहरूमा मानव आँखाको प्राकृतिक संवेदनशीलतालाई ध्यानमा राख्दै सबै तरंग दैर्ध्यहरूमा चमक मापन गर्न सक्छ। दशकौंदेखि, NIST को फोटोमेट्रिक प्रयोगशालाले LED चमक र फोटोमेट्रिक क्यालिब्रेसन सेवाहरू प्रदान गरेर उद्योगको मागहरू पूरा गर्दै आएको छ। यो सेवाले ग्राहकको LED र अन्य ठोस-राज्य बत्तीहरूको चमक मापन गर्न, साथै ग्राहकको आफ्नै फोटोमिटर क्यालिब्रेट गर्ने समावेश गर्दछ। अहिले सम्म, NIST प्रयोगशालाले 0.5% र 1.0% बीचको त्रुटिको साथ तुलनात्मक रूपमा कम अनिश्चितताका साथ बल्बको चमक मापन गरिरहेको छ, जुन मुख्यधारा क्यालिब्रेसन सेवाहरूसँग तुलना गर्न सकिन्छ।
अब, प्रयोगशालाको नवीकरणको लागि धन्यवाद, NIST टोलीले यी अनिश्चितताहरूलाई ०.२% वा कममा तीन गुणा बढाएको छ। यो उपलब्धिले नयाँ एलईडी ब्राइटनेस र फोटोमिटर क्यालिब्रेसन सेवालाई विश्वको उत्कृष्ट मध्ये एक बनाउँछ। वैज्ञानिकहरूले पनि क्यालिब्रेसन समयलाई उल्लेखनीय रूपमा छोटो पारेका छन्। पुरानो प्रणालीहरूमा, ग्राहकहरूको लागि क्यालिब्रेसन प्रदर्शन गर्न लगभग पूरा दिन लाग्दछ। NIST अनुसन्धानकर्ता क्यामरन मिलरले भने कि अधिकांश काम प्रत्येक मापन सेटअप गर्न, प्रकाश स्रोतहरू वा डिटेक्टरहरू प्रतिस्थापन गर्न, दुई बीचको दूरी म्यानुअल रूपमा जाँच गर्न र त्यसपछि अर्को मापनको लागि उपकरणहरू पुन: कन्फिगर गर्न प्रयोग गरिन्छ।
तर अब, प्रयोगशालामा दुईवटा स्वचालित उपकरण टेबलहरू छन्, एउटा प्रकाश स्रोतको लागि र अर्को डिटेक्टरको लागि। तालिका ट्र्याक प्रणालीमा सर्छ र डिटेक्टरलाई प्रकाशबाट 0 देखि 5 मिटर टाढा राख्छ। दूरी एक मिटर (माइक्रोमिटर) को ५० भाग प्रति मिलियन भित्र नियन्त्रण गर्न सकिन्छ, जुन मानव कपालको लगभग आधा चौडाइ हो। Zong र मिलरले निरन्तर मानव हस्तक्षेपको आवश्यकता बिना एक अर्काको सापेक्ष सार्न तालिकाहरू प्रोग्राम गर्न सक्छन्। पहिले एक दिन लाग्ने भए पनि अब केही घण्टामै पूरा गर्न सकिन्छ । अब कुनै पनि उपकरण प्रतिस्थापन गर्न आवश्यक छैन, सबै कुरा यहाँ छ र कुनै पनि समयमा प्रयोग गर्न सकिन्छ, अनुसन्धानकर्ताहरूलाई एकै समयमा धेरै चीजहरू गर्न धेरै स्वतन्त्रता दिन्छ किनभने यो पूर्ण रूपमा स्वचालित छ।
अफिस चलिरहेको बेला अन्य काम गर्न फर्कन सक्नुहुन्छ। NIST अनुसन्धानकर्ताहरूले भविष्यवाणी गरेका छन् कि प्रयोगशालाले धेरै अतिरिक्त सुविधाहरू थपेकोले ग्राहक आधार विस्तार हुनेछ। उदाहरणका लागि, नयाँ उपकरणले हाइपरस्पेक्ट्रल क्यामेराहरू क्यालिब्रेट गर्न सक्छ, जसले सामान्य क्यामेराहरू भन्दा धेरै प्रकाश तरंग दैर्ध्य मापन गर्दछ जसले सामान्यतया तीन देखि चार रंगहरू मात्र खिच्दछ। चिकित्सा इमेजिङ देखि पृथ्वी को उपग्रह छवि को विश्लेषण सम्म, हाइपरस्पेक्ट्रल क्यामेरा बढ्दो लोकप्रिय हुँदैछ। पृथ्वीको मौसम र वनस्पतिको बारेमा अन्तरिक्षमा आधारित हाइपरस्पेक्ट्रल क्यामेराहरूद्वारा प्रदान गरिएको जानकारीले वैज्ञानिकहरूलाई अनिकाल र बाढीको भविष्यवाणी गर्न सक्षम बनाउँछ, र समुदायहरूलाई आपतकालीन र प्रकोप राहतको योजना बनाउन मद्दत गर्न सक्छ। नयाँ प्रयोगशालाले अनुसन्धानकर्ताहरूलाई स्मार्टफोन डिस्प्लेहरू, साथै टिभी र कम्प्युटर डिस्प्लेहरू क्यालिब्रेट गर्न सजिलो र अधिक कुशल बनाउन सक्छ।

सही दूरी
ग्राहकको फोटोमिटर क्यालिब्रेट गर्न, NIST का वैज्ञानिकहरूले ब्रॉडब्यान्ड प्रकाश स्रोतहरू डिटेक्टरहरू उज्यालो गर्न प्रयोग गर्छन्, जुन अनिवार्य रूपमा धेरै तरंग दैर्ध्य (रङ) भएको सेतो प्रकाश हो, र यसको चमक धेरै स्पष्ट छ किनभने मापनहरू NIST मानक फोटोमिटरहरू प्रयोग गरी बनाइन्छ। लेजरहरूको विपरीत, यस प्रकारको सेतो प्रकाश असंगत छ, जसको मतलब विभिन्न तरंगदैर्ध्यका सबै प्रकाशहरू एकअर्कासँग सिंक्रोनाइज हुँदैनन्। एक आदर्श परिदृश्यमा, सबैभन्दा सही मापनको लागि, अन्वेषकहरूले ट्युनेबल लेजरहरू प्रयोग गर्नेछन् नियन्त्रण योग्य तरंग दैर्ध्यको साथ प्रकाश उत्पन्न गर्न, ताकि एक पटकमा डिटेक्टरमा प्रकाशको एक तरंगदैर्ध्य विकिरणित हुन्छ। ट्युनेबल लेजरहरूको प्रयोगले मापनको संकेत-देखि-शोर अनुपात बढाउँछ।
यद्यपि, विगतमा, ट्युनेबल लेजरहरू फोटोमिटरहरू क्यालिब्रेट गर्न प्रयोग गर्न सकिँदैन किनभने एकल तरंगदैर्ध्य लेजरहरूले प्रयोग गरिएको तरंग लम्बाइको आधारमा संकेतमा विभिन्न मात्रामा आवाज थप्ने तरिकामा हस्तक्षेप गर्थे। प्रयोगशाला सुधारको एक भागको रूपमा, Zong ले अनुकूलित फोटोमिटर डिजाइन सिर्जना गरेको छ जसले यो आवाजलाई नगण्य स्तरमा घटाउँछ। यसले सानो अनिश्चितताका साथ फोटोमिटरहरू क्यालिब्रेट गर्न पहिलो पटक ट्युनेबल लेजरहरू प्रयोग गर्न सम्भव बनाउँछ। नयाँ डिजाइनको अतिरिक्त लाभ यो हो कि यसले प्रकाश उपकरणहरूलाई सफा गर्न सजिलो बनाउँछ, किनकि उत्कृष्ट एपर्चर अब सिल गरिएको गिलास विन्डो पछाडि सुरक्षित छ। तीव्रता मापनको लागि डिटेक्टर प्रकाश स्रोतबाट कति टाढा छ भन्ने सही ज्ञान चाहिन्छ।
अहिले सम्म, धेरै अन्य फोटोमेट्री प्रयोगशालाहरू जस्तै, NIST प्रयोगशालासँग यो दूरी मापन गर्न उच्च-परिशुद्धता विधि छैन। यो आंशिक रूपमा हो किनभने डिटेक्टरको एपर्चर, जसको माध्यमबाट प्रकाश सङ्कलन गरिन्छ, मापन यन्त्रले छोउन धेरै सूक्ष्म छ। एक साझा समाधान शोधकर्ताहरूको लागि पहिले प्रकाश स्रोतको प्रकाश मापन गर्न र एक निश्चित क्षेत्र भएको सतहलाई उज्यालो पार्नु हो। अर्को, उल्टो वर्ग नियमको प्रयोग गरी यी दूरीहरू निर्धारण गर्न यो जानकारी प्रयोग गर्नुहोस्, जसले बढ्दो दूरीसँग प्रकाश स्रोतको तीव्रता कसरी घट्छ भनेर वर्णन गर्दछ। यो दुई-चरण मापन लागू गर्न सजिलो छैन र थप अनिश्चितता परिचय गर्दछ। नयाँ प्रणालीको साथ, टोलीले अब उल्टो वर्ग विधि त्याग्न सक्छ र सीधा दूरी निर्धारण गर्न सक्छ।
यो विधिले माइक्रोस्कोपमा आधारित क्यामेरा प्रयोग गर्दछ, माइक्रोस्कोपको साथ प्रकाश स्रोत चरणमा बस्छ र डिटेक्टर चरणमा स्थिति मार्करहरूमा ध्यान केन्द्रित गर्दछ। दोस्रो माइक्रोस्कोप डिटेक्टर वर्कबेन्चमा अवस्थित छ र प्रकाश स्रोत वर्कबेन्चमा स्थिति मार्करहरूमा केन्द्रित छ। डिटेक्टरको एपर्चर र प्रकाश स्रोतको स्थितिलाई तिनीहरूको सम्बन्धित माइक्रोस्कोपको फोकसमा समायोजन गरेर दूरी निर्धारण गर्नुहोस्। माइक्रोस्कोपहरू डिफोकस गर्न धेरै संवेदनशील हुन्छन्, र केही माइक्रोमिटर टाढा पनि चिन्न सक्छन्। नयाँ दूरी मापनले अन्वेषकहरूलाई LEDs को "साँचो तीव्रता" मापन गर्न पनि सक्षम बनाउँछ, जुन एक अलग संख्या हो जसले संकेत गर्दछ कि LEDs द्वारा उत्सर्जित प्रकाशको मात्रा दूरीबाट स्वतन्त्र छ।
यी नयाँ सुविधाहरूको अतिरिक्त, NIST वैज्ञानिकहरूले केही उपकरणहरू पनि थपेका छन्, जस्तै goniometer भनिने यन्त्र जसले विभिन्न कोणहरूमा कति प्रकाश उत्सर्जन गरिन्छ मापन गर्न LED बत्तीहरू घुमाउन सक्छ। आगामी महिनाहरूमा, मिलर र Zong ले नयाँ सेवाको लागि स्पेक्ट्रोफोटोमिटर प्रयोग गर्ने आशा राखेका छन्: LEDs को अल्ट्राभायोलेट (UV) आउटपुट मापन। पराबैंगनी किरणहरू उत्पादन गर्न LED को सम्भावित प्रयोगहरूले यसको शेल्फ जीवन विस्तार गर्नको लागि विकिरण गर्ने खाना, साथै पानी र चिकित्सा उपकरणहरू कीटाणुशोधन समावेश गर्दछ। परम्परागत रूपमा, व्यावसायिक विकिरणले पारा भाप बत्तीहरू द्वारा उत्सर्जित पराबैंगनी प्रकाश प्रयोग गर्दछ।