एलईडी लाइट बल्ब कॅलिब्रेट करण्यासाठी किती मापन शास्त्रज्ञांची आवश्यकता आहे? युनायटेड स्टेट्समधील नॅशनल इन्स्टिट्यूट ऑफ स्टँडर्ड्स अँड टेक्नॉलॉजी (NIST) मधील संशोधकांसाठी, ही संख्या काही आठवड्यांपूर्वीच्या तुलनेत निम्मी आहे. जूनमध्ये, NIST ने LED दिवे आणि इतर सॉलिड-स्टेट लाइटिंग उत्पादनांच्या ब्राइटनेसचे मूल्यांकन करण्यासाठी जलद, अधिक अचूक आणि श्रम-बचत कॅलिब्रेशन सेवा प्रदान करण्यास सुरुवात केली आहे. या सेवेच्या ग्राहकांमध्ये एलईडी लाइट उत्पादक आणि इतर कॅलिब्रेशन प्रयोगशाळांचा समावेश आहे. उदाहरणार्थ, कॅलिब्रेटेड दिवा डेस्क दिव्यातील 60 वॅट समतुल्य LED बल्ब खरोखर 60 वॅट्सच्या समतुल्य असल्याची खात्री करू शकतो किंवा फायटर जेटमधील पायलटला योग्य रनवे लाइटिंग आहे याची खात्री करू शकतो.

एलईडी निर्मात्यांनी हे सुनिश्चित करणे आवश्यक आहे की ते तयार केलेले दिवे खरोखरच ते डिझाइन केलेले आहेत. हे साध्य करण्यासाठी, हे दिवे फोटोमीटरने कॅलिब्रेट करा, जे एक साधन आहे जे मानवी डोळ्याची विविध रंगांची नैसर्गिक संवेदनशीलता लक्षात घेऊन सर्व तरंगलांबींवर चमक मोजू शकते. अनेक दशकांपासून, NIST ची फोटोमेट्रिक प्रयोगशाळा LED ब्राइटनेस आणि फोटोमेट्रिक कॅलिब्रेशन सेवा पुरवून उद्योगाच्या मागण्या पूर्ण करत आहे. या सेवेमध्ये ग्राहकाच्या LED आणि इतर सॉलिड-स्टेट लाइट्सची ब्राइटनेस मोजणे तसेच ग्राहकाचे स्वतःचे फोटोमीटर कॅलिब्रेट करणे समाविष्ट आहे. आत्तापर्यंत, NIST प्रयोगशाळा तुलनेने कमी अनिश्चिततेसह बल्बची चमक मोजत आहे, 0.5% आणि 1.0% दरम्यान त्रुटी आहे, जी मुख्य प्रवाहातील कॅलिब्रेशन सेवांशी तुलना करता येते.
आता, प्रयोगशाळेच्या नूतनीकरणाबद्दल धन्यवाद, NIST टीमने या अनिश्चितता तिप्पट करून 0.2% किंवा त्याहून कमी केल्या आहेत. हे यश नवीन LED ब्राइटनेस आणि फोटोमीटर कॅलिब्रेशन सेवेला जगातील सर्वोत्तम सेवा बनवते. शास्त्रज्ञांनी कॅलिब्रेशन वेळ लक्षणीयरीत्या कमी केला आहे. जुन्या सिस्टीममध्ये, ग्राहकांसाठी कॅलिब्रेशन करण्यासाठी जवळजवळ संपूर्ण दिवस लागतो. एनआयएसटीचे संशोधक कॅमेरॉन मिलर यांनी सांगितले की, प्रत्येक मोजमाप सेट करण्यासाठी, प्रकाश स्रोत किंवा डिटेक्टर बदलण्यासाठी, दोन्हीमधील अंतर मॅन्युअली तपासण्यासाठी आणि नंतर पुढील मापनासाठी उपकरणे पुन्हा कॉन्फिगर करण्यासाठी बहुतेक काम वापरले जाते.
पण आता, प्रयोगशाळेत दोन स्वयंचलित उपकरणांचे टेबल आहेत, एक प्रकाश स्रोतासाठी आणि दुसरे डिटेक्टरसाठी. टेबल ट्रॅक सिस्टीमवर फिरते आणि प्रकाशापासून 0 ते 5 मीटर दूर कुठेही डिटेक्टर ठेवते. हे अंतर एक मीटर (मायक्रोमीटर) च्या 50 भाग प्रति दशलक्षमध्ये नियंत्रित केले जाऊ शकते, जे मानवी केसांच्या रुंदीच्या अंदाजे अर्धा आहे. झोंग आणि मिलर सतत मानवी हस्तक्षेपाशिवाय एकमेकांच्या सापेक्ष हलविण्यासाठी टेबल प्रोग्राम करू शकतात. पूर्वी एक दिवस लागायचा, पण आता काही तासांत ते पूर्ण होऊ शकते. यापुढे कोणतीही उपकरणे बदलण्याची गरज नाही, सर्व काही येथे आहे आणि ते कधीही वापरले जाऊ शकते, संशोधकांना एकाच वेळी अनेक गोष्टी करण्यासाठी भरपूर स्वातंत्र्य देते कारण ते पूर्णपणे स्वयंचलित आहे.
ते चालू असताना तुम्ही इतर काम करण्यासाठी ऑफिसमध्ये परत येऊ शकता. NIST संशोधकांचा अंदाज आहे की प्रयोगशाळेने अनेक अतिरिक्त वैशिष्ट्ये जोडल्यामुळे ग्राहकांचा आधार वाढेल. उदाहरणार्थ, नवीन उपकरण हायपरस्पेक्ट्रल कॅमेरे कॅलिब्रेट करू शकते, जे सामान्यत: फक्त तीन ते चार रंग कॅप्चर करणाऱ्या सामान्य कॅमेऱ्यांपेक्षा जास्त प्रकाश तरंगलांबी मोजतात. वैद्यकीय इमेजिंगपासून ते पृथ्वीच्या उपग्रह प्रतिमांचे विश्लेषण करण्यापर्यंत, हायपरस्पेक्ट्रल कॅमेरे अधिक लोकप्रिय होत आहेत. पृथ्वीच्या हवामान आणि वनस्पतींबद्दल अंतराळ-आधारित हायपरस्पेक्ट्रल कॅमेऱ्यांद्वारे प्रदान केलेली माहिती शास्त्रज्ञांना दुष्काळ आणि पुराचा अंदाज लावण्यास सक्षम करते आणि आपत्कालीन आणि आपत्ती निवारणाच्या नियोजनात समुदायांना मदत करू शकते. नवीन प्रयोगशाळा संशोधकांसाठी स्मार्टफोन डिस्प्ले, तसेच टीव्ही आणि कॉम्प्युटर डिस्प्ले कॅलिब्रेट करणे सोपे आणि अधिक कार्यक्षम बनवू शकते.

योग्य अंतर
ग्राहकाचे फोटोमीटर कॅलिब्रेट करण्यासाठी, NIST मधील शास्त्रज्ञ ब्रॉडबँड प्रकाश स्रोतांचा वापर डिटेक्टर प्रकाशित करण्यासाठी करतात, जे मूलत: एकापेक्षा जास्त तरंगलांबी (रंग) असलेला पांढरा प्रकाश असतो आणि त्याची चमक अगदी स्पष्ट असते कारण मोजमाप NIST मानक फोटोमीटर वापरून केले जातात. लेसरच्या विपरीत, या प्रकारचा पांढरा प्रकाश विसंगत आहे, याचा अर्थ विविध तरंगलांबीचा सर्व प्रकाश एकमेकांशी समक्रमित होत नाही. एका आदर्श परिस्थितीत, सर्वात अचूक मापनासाठी, संशोधक नियंत्रणीय तरंगलांबीसह प्रकाश निर्माण करण्यासाठी ट्यून करण्यायोग्य लेसर वापरतील, जेणेकरून एका वेळी डिटेक्टरवर प्रकाशाची फक्त एक तरंगलांबी विकिरणित होईल. ट्युनेबल लेसरचा वापर केल्याने मापनाचे सिग्नल-टू-आवाज गुणोत्तर वाढते.
तथापि, भूतकाळात, फोटोमीटर कॅलिब्रेट करण्यासाठी ट्यून करण्यायोग्य लेसरचा वापर केला जाऊ शकत नव्हता कारण एकल तरंगलांबी लेसर स्वतःमध्ये अशा प्रकारे हस्तक्षेप करत होते ज्यामुळे वापरलेल्या तरंगलांबीच्या आधारावर सिग्नलमध्ये वेगवेगळ्या प्रमाणात आवाज जोडला जातो. प्रयोगशाळेतील सुधारणांचा भाग म्हणून, झोंगने सानुकूलित फोटोमीटर डिझाइन तयार केले आहे जे हा आवाज नगण्य पातळीवर कमी करते. हे लहान अनिश्चिततेसह फोटोमीटर कॅलिब्रेट करण्यासाठी प्रथमच ट्यून करण्यायोग्य लेसर वापरणे शक्य करते. नवीन डिझाइनचा अतिरिक्त फायदा असा आहे की यामुळे प्रकाश उपकरणे स्वच्छ करणे सोपे होते, कारण मोहक छिद्र आता सीलबंद काचेच्या खिडकीच्या मागे संरक्षित आहे. तीव्रता मोजण्यासाठी डिटेक्टर प्रकाश स्त्रोतापासून किती दूर आहे याचे अचूक ज्ञान आवश्यक आहे.
आत्तापर्यंत, इतर फोटोमेट्री प्रयोगशाळांप्रमाणे, हे अंतर मोजण्यासाठी NIST प्रयोगशाळेकडे अद्याप उच्च-सुस्पष्टता पद्धत नाही. हे अंशतः कारण आहे की डिटेक्टरचे छिद्र, ज्याद्वारे प्रकाश गोळा केला जातो, तो मोजमाप यंत्राद्वारे स्पर्श केला जाऊ शकत नाही. संशोधकांसाठी प्रथम प्रकाश स्त्रोताची प्रदीपन मोजणे आणि विशिष्ट क्षेत्रासह पृष्ठभाग प्रकाशित करणे हा एक सामान्य उपाय आहे. पुढे, व्यस्त वर्ग नियम वापरून ही अंतरे निर्धारित करण्यासाठी या माहितीचा वापर करा, जे वाढत्या अंतरासह प्रकाश स्रोताची तीव्रता कशी कमी होते याचे वर्णन करते. हे द्वि-चरण मापन अंमलात आणणे सोपे नाही आणि अतिरिक्त अनिश्चितता सादर करते. नवीन प्रणालीसह, संघ आता व्यस्त चौरस पद्धतीचा त्याग करू शकतो आणि थेट अंतर निर्धारित करू शकतो.
ही पद्धत मायक्रोस्कोप आधारित कॅमेरा वापरते, ज्यामध्ये सूक्ष्मदर्शक प्रकाश स्रोत स्टेजवर बसलेला असतो आणि डिटेक्टर स्टेजवरील पोझिशन मार्करवर लक्ष केंद्रित करतो. दुसरा सूक्ष्मदर्शक डिटेक्टर वर्कबेंचवर स्थित आहे आणि प्रकाश स्रोत वर्कबेंचवरील स्थिती मार्करवर लक्ष केंद्रित करतो. डिटेक्टरचे छिद्र आणि प्रकाश स्रोताची स्थिती त्यांच्या संबंधित सूक्ष्मदर्शकाच्या फोकसमध्ये समायोजित करून अंतर निश्चित करा. मायक्रोस्कोप डिफोकसिंगसाठी अत्यंत संवेदनशील असतात आणि काही मायक्रोमीटर दूर देखील ओळखू शकतात. नवीन अंतर मोजमाप संशोधकांना LEDs ची "खरी तीव्रता" मोजण्यास सक्षम करते, जी LEDs द्वारे उत्सर्जित होणारी प्रकाशाची मात्रा अंतरापेक्षा स्वतंत्र असल्याचे दर्शवणारी एक वेगळी संख्या आहे.
या नवीन वैशिष्ट्यांव्यतिरिक्त, एनआयएसटीच्या शास्त्रज्ञांनी काही उपकरणे देखील जोडली आहेत, जसे की गोनिओमीटर नावाचे उपकरण जे वेगवेगळ्या कोनातून किती प्रकाश उत्सर्जित होतो हे मोजण्यासाठी एलईडी दिवे फिरवू शकते. येत्या काही महिन्यांत, मिलर आणि झोंग नवीन सेवेसाठी स्पेक्ट्रोफोटोमीटर वापरण्याची आशा करतात: LEDs चे अल्ट्राव्हायोलेट (UV) आउटपुट मोजणे. अल्ट्राव्हायोलेट किरणांच्या निर्मितीसाठी LED च्या संभाव्य वापरांमध्ये अन्नाचे शेल्फ लाइफ वाढवण्यासाठी विकिरण करणे तसेच पाणी आणि वैद्यकीय उपकरणे निर्जंतुक करणे समाविष्ट आहे. पारंपारिकपणे, व्यावसायिक विकिरण पारा वाष्प दिव्यांद्वारे उत्सर्जित होणारा अतिनील प्रकाश वापरतो.