Pira ilmuwan pangukuran sing dibutuhake kanggo kalibrasi bohlam lampu LED? Kanggo peneliti ing Institut Standar lan Teknologi Nasional (NIST) ing Amerika Serikat, jumlah iki setengah saka sawetara minggu kepungkur. Ing wulan Juni, NIST wis miwiti nyedhiyakake layanan kalibrasi sing luwih cepet, luwih akurat, lan hemat tenaga kanggo ngevaluasi padhange lampu LED lan produk lampu solid-state liyane. Pelanggan layanan iki kalebu produsen lampu LED lan laboratorium kalibrasi liyane. Contone, lampu sing dikalibrasi bisa mesthekake yen lampu LED sing padha karo 60 watt ing lampu meja pancen padha karo 60 watt, utawa mesthekake yen pilot ing jet tempur nduweni cahya landasan pacu sing cocok.

Produsen LED kudu mesthekake yen lampu sing diprodhuksi pancen padhang kaya sing dirancang. Kanggo nggayuh iki, calibrate lampu kasebut nganggo fotometer, yaiku alat sing bisa ngukur padhang ing kabeh dawa gelombang nalika nganggep sensitivitas alami mata manungsa kanggo macem-macem warna. Wis pirang-pirang dekade, laboratorium fotometrik NIST wis nyukupi panjaluk industri kanthi nyedhiyakake layanan kalibrasi fotometrik lan padhang LED. Layanan iki kalebu ngukur padhange LED pelanggan lan lampu solid-state liyane, uga kalibrasi fotometer pelanggan dhewe. Nganti saiki, Laboratorium NIST wis ngukur padhange bohlam kanthi kahanan sing durung mesthi, kanthi kesalahan antarane 0.5% lan 1.0%, sing bisa dibandhingake karo layanan kalibrasi arus utama.
Saiki, amarga renovasi laboratorium, tim NIST wis tikel kaping telu kahanan sing durung mesthi iki dadi 0.2% utawa luwih murah. Prestasi iki ndadekake padhang LED anyar lan layanan kalibrasi fotometer salah siji sing paling apik ing donya. Para ilmuwan uga nyepetake wektu kalibrasi kanthi signifikan. Ing sistem lawas, nindakake kalibrasi kanggo pelanggan bakal njupuk meh sedina muput. Peneliti NIST Cameron Miller nyatakake yen umume karya digunakake kanggo nyiyapake saben pangukuran, ngganti sumber cahya utawa detektor, kanthi manual mriksa jarak antarane loro kasebut, banjur ngatur maneh peralatan kanggo pangukuran sabanjure.
Nanging saiki, laboratorium kasusun saka rong tabel peralatan otomatis, siji kanggo sumber cahya lan liyane kanggo detektor. Tabel gerakane ing sistem trek lan panggonan detektor ngendi wae saka 0 kanggo 5 meter adoh saka cahya. Jarak bisa dikontrol ing 50 bagean saben yuta siji meter (mikrometer), sing kira-kira setengah saka jembaré rambut manungsa. Zong lan Miller bisa program tabel kanggo mindhah relatif kanggo saben liyane tanpa perlu kanggo melu-melu manungsa terus. Biasane butuh sedina, nanging saiki bisa rampung sajrone sawetara jam. Ora perlu ngganti peralatan apa wae, kabeh ana ing kene lan bisa digunakake kapan wae, menehi peneliti kebebasan akeh kanggo nindakake akeh perkara ing wektu sing padha amarga wis rampung otomatis.
Sampeyan bisa bali menyang kantor kanggo nindakake karya liyane nalika lagi mlaku. Peneliti NIST prédhiksi manawa basis pelanggan bakal nggedhekake amarga laboratorium wis nambah sawetara fitur tambahan. Contone, piranti anyar bisa kalibrasi kamera hyperspectral, sing ngukur dawa gelombang cahya luwih akeh tinimbang kamera khas sing biasane mung njupuk telu nganti patang werna. Saka pencitraan medis nganti nganalisa gambar satelit Bumi, kamera hiperspektral dadi saya populer. Informasi sing disedhiyakake dening kamera hyperspectral adhedhasar ruang angkasa babagan cuaca lan vegetasi bumi ngidini para ilmuwan prédhiksi paceklik lan banjir, lan bisa mbantu komunitas ngrancang bantuan darurat lan bencana. Laboratorium anyar uga bisa nggawe luwih gampang lan luwih efisien kanggo peneliti kanggo kalibrasi tampilan smartphone, uga layar TV lan komputer.

Jarak sing bener
Kanggo nyelarasake fotometer pelanggan, Ilmuwan ing NIST nggunakake sumber cahya broadband kanggo madhangi detektor, yaiku cahya putih kanthi pirang-pirang dawa gelombang (werna), lan padhange cetha banget amarga pangukuran digawe nggunakake fotometer standar NIST. Ora kaya laser, jinis cahya putih iki ora koheren, sing tegese kabeh cahya sing beda-beda dawane gelombang ora disinkronake. Ing skenario becik, kanggo pangukuran sing paling akurat, peneliti bakal nggunakake laser tunable kanggo ngasilake cahya kanthi dawa gelombang sing bisa dikontrol, saengga mung siji dawa gelombang cahya sing disinari ing detektor sekaligus. Panggunaan laser tunable nambah rasio sinyal-kanggo-noise saka pangukuran.
Nanging, ing jaman kepungkur, laser tunable ora bisa digunakake kanggo kalibrasi fotometer amarga laser dawa gelombang siji ngganggu awake dhewe kanthi cara sing nambahake swara sing beda-beda ing sinyal adhedhasar dawa gelombang sing digunakake. Minangka bagéan saka dandan laboratorium, Zong wis nggawe desain photometer selaras sing nyuda gangguan iki kanggo tingkat diabaikan. Iki ndadekake iku bisa kanggo nggunakake laser tunable pisanan kanggo calibrate photometers karo kahanan sing durung mesthi cilik. Keuntungan tambahan saka desain anyar yaiku nggawe peralatan cahya luwih gampang kanggo ngresiki, amarga aperture sing apik banget saiki dilindhungi ing mburi jendela kaca sing disegel. Pangukuran intensitas mbutuhake kawruh sing akurat babagan jarak detektor saka sumber cahya.
Nganti saiki, kaya umume laboratorium fotometri liyane, laboratorium NIST durung duwe metode presisi dhuwur kanggo ngukur jarak kasebut. Iki sebagéyan amarga bukaan detektor, ing ngendi cahya dikumpulake, banget subtle kanggo disentuh dening piranti ukur. Solusi sing umum yaiku kanggo para peneliti ngukur katerangan sumber cahya lan madhangi permukaan kanthi area tartamtu. Sabanjure, gunakake informasi iki kanggo nemtokake jarak kasebut kanthi nggunakake hukum kuadrat terbalik, sing nerangake carane intensitas sumber cahya suda sacara eksponensial kanthi nambah jarak. Pangukuran rong langkah iki ora gampang dileksanakake lan ngenalake kahanan sing durung mesthi tambahan. Kanthi sistem anyar, tim saiki bisa ninggalake metode kuadrat terbalik lan langsung nemtokake jarak.
Cara iki nggunakake kamera adhedhasar mikroskop, kanthi mikroskop lenggah ing panggung sumber cahya lan fokus ing penanda posisi ing panggung detektor. Mikroskop kapindho dumunung ing meja kerja detektor lan fokus ing penanda posisi ing meja kerja sumber cahya. Nemtokake jarak kanthi nyetel aperture detektor lan posisi sumber cahya menyang fokus mikroskop masing-masing. Mikroskop sensitif banget kanggo defocusing, lan bisa ngenali malah sawetara mikrometer adoh. Pangukuran jarak anyar uga mbisakake peneliti kanggo ngukur "intensitas sing bener" saka LED, yaiku nomer kapisah sing nuduhake yen jumlah cahya sing dipancarake dening LED ora gumantung saka jarak.
Saliyane fitur-fitur anyar kasebut, para ilmuwan NIST uga nambahake sawetara instrumen, kayata piranti sing diarani goniometer sing bisa muter lampu LED kanggo ngukur jumlah cahya sing dipancarake ing sudut sing beda. Ing sasi sing bakal teka, Miller lan Zong ngarep-arep nggunakake spektrofotometer kanggo layanan anyar: ngukur output ultraviolet (UV) saka LED. Panggunaan potensial LED kanggo ngasilake sinar ultraviolet kalebu iradiasi panganan kanggo nambah umur beting, uga banyu disinfecting lan peralatan medis. Cara tradisional, iradiasi komersial nggunakake sinar ultraviolet sing dipancarake dening lampu uap merkuri.