Sakumaha seueur élmuwan pangukuran anu diperyogikeun pikeun ngakalibrasi bohlam lampu LED? Pikeun peneliti di National Institute of Standards and Technology (NIST) di Amérika Serikat, jumlah ieu satengah tina sababaraha minggu ka tukang. Dina Juni, NIST geus dimimitian nyadiakeun leuwih gancang, leuwih akurat, jeung ladenan calibration hemat tenaga kerja pikeun evaluating kacaangan lampu LED jeung produk cahaya solid-state séjén. Palanggan jasa ieu kalebet produsén lampu LED sareng laboratorium kalibrasi sanés. Salaku conto, lampu anu dikalibrasi tiasa mastikeun yén bohlam LED sami sareng 60 watt dina lampu meja leres-leres sami sareng 60 watt, atanapi mastikeun yén pilot dina jet tempur gaduh lampu landasan anu pas.

Pabrikan LED kedah mastikeun yén lampu anu didamelna leres-leres terang sakumaha anu dirarancang. Pikeun ngahontal ieu, calibrate lampu ieu ku photometer, nu mangrupakeun alat nu bisa ngukur kacaangan dina sakabéh panjang gelombang bari nyokot akun sensitipitas alam panon manusa kana kelir béda. Mangtaun-taun, laboratorium fotométri NIST parantos nyumponan tungtutan industri ku nyayogikeun kacaangan LED sareng jasa kalibrasi fotométri. Ladenan ieu ngalibatkeun ngukur kacaangan LED palanggan sareng lampu solid-state sanés, ogé calibrating fotométer palanggan sorangan. Nepi ka ayeuna, Laboratorium NIST parantos ngukur kacaangan bohlam kalayan kateupastian anu kawilang rendah, kalayan kasalahan antara 0.5% sareng 1.0%, anu dibandingkeun sareng jasa kalibrasi arus utama.
Ayeuna, hatur nuhun kana renovasi laboratorium, Tim NIST parantos tilu kali kateupastian ieu ka 0.2% atanapi langkung handap. Pencapaian ieu ngajadikeun kacaangan LED anyar sareng jasa kalibrasi fotométer salah sahiji anu pangsaéna di dunya. Élmuwan ogé sacara signifikan ngirangan waktos kalibrasi. Dina sistem anu lami, ngalaksanakeun kalibrasi pikeun palanggan bakal nyandak ampir sadinten. Panaliti NIST Cameron Miller nyatakeun yén kalolobaan pagawéan dianggo pikeun nyetél unggal pangukuran, ngagentos sumber cahaya atanapi detéktor, pariksa jarak antara dua sacara manual, teras ngonpigurasikeun alat pikeun pangukuran salajengna.
Tapi ayeuna, laboratorium diwangun ku dua tabel parabot otomatis, hiji keur sumber cahaya jeung lianna pikeun detektor. tabél ngalir dina sistem lagu jeung nempatkeun detektor mana ti 0 ka 5 méter jauh ti lampu. Jarakna bisa dikawasa dina 50 bagian per juta hiji méter (mikrométer), nu kira satengah rubak bulu manusa. Zong jeung Miller tiasa program tabel pikeun pindah relatif ka silih tanpa merlukeun campur manusa kontinyu. Biasana peryogi sadinten, tapi ayeuna tiasa réngsé dina sababaraha jam. Henteu kedah deui ngagentos alat-alat naon waé, sadayana aya di dieu sareng tiasa dianggo iraha waé, masihan peneliti kabébasan pikeun ngalakukeun seueur hal dina waktos anu sami sabab éta otomatis otomatis.
Anjeun tiasa uih deui ka kantor pikeun ngalakukeun padamelan sanés nalika jalan. Panaliti NIST ngaduga yén pangkalan palanggan bakal dilegakeun sabab laboratorium parantos nambihan sababaraha fitur tambahan. Salaku conto, alat anyar tiasa ngakalibrasi kaméra hyperspectral, anu ngukur panjang gelombang cahaya langkung seueur tibatan kaméra biasa anu biasana ngan ukur nyandak tilu dugi ka opat warna. Tina pencitraan médis pikeun nganalisa gambar satelit Bumi, kaméra hyperspectral beuki populer. Inpormasi anu disayogikeun ku kaméra hyperspectral basis rohangan ngeunaan cuaca sareng vegetasi Bumi ngamungkinkeun para ilmuwan pikeun ngaduga kalaparan sareng banjir, sareng tiasa ngabantosan komunitas dina ngarencanakeun darurat sareng bantuan bencana. Laboratorium anyar ogé tiasa ngagampangkeun sareng langkung éfisién pikeun panalungtik pikeun ngakalibrasi tampilan smartphone, ogé tampilan TV sareng komputer.

Jarak anu leres
Pikeun ngakalibrasi fotométer palanggan, Élmuwan di NIST nganggo sumber cahaya pita lebar pikeun nyaangan detéktor, anu dasarna nyaéta cahaya bodas kalayan panjang gelombang (warna) sababaraha kali, sareng kacaanganna jelas pisan sabab pangukuran dilakukeun nganggo fotométer standar NIST. Teu kawas lasers, jenis ieu lampu bodas incoherent, nu hartina sakabéh lampu tina panjang gelombang béda teu nyingkronkeun saling. Dina skenario idéal, pikeun pangukuran paling akurat, panalungtik bakal ngagunakeun lasers tunable keur ngahasilkeun cahaya kalayan panjang gelombang controllable, ku kituna ngan hiji panjang gelombang cahaya anu irradiated on detektor dina hiji waktu. Pamakéan laser tunable ngaronjatkeun rasio signal-to-noise tina pangukuran.
Sanajan kitu, baheula, lasers tunable teu bisa dipaké pikeun calibrate photometers sabab lasers panjang gelombang tunggal ngaganggu sorangan dina cara nu ditambahkeun jumlah béda noise kana sinyal dumasar kana panjang gelombang dipaké. Salaku bagian tina perbaikan laboratorium, Zong geus nyieun desain photometer ngaropéa nu ngurangan noise ieu ka tingkat negligible. Hal ieu ngamungkinkeun ngagunakeun laser tunable pikeun kahiji kalina pikeun calibrate photometers kalawan uncertainties leutik. Kauntungan tambahan tina desain énggal nyaéta ngajantenkeun alat-alat cahaya langkung gampang dibersihkeun, sabab aperture anu endah ayeuna ditangtayungan di tukangeun jandela kaca anu disegel. Pangukuran inténsitas butuh pangaweruh anu akurat ngeunaan sabaraha jauh detektor tina sumber cahaya.
Dugi ka ayeuna, sapertos kalolobaan laboratorium fotométri anu sanés, laboratorium NIST teu acan gaduh metode presisi tinggi pikeun ngukur jarak ieu. Ieu sabagean kusabab aperture detektor, dimana cahaya dikumpulkeun, teuing halus pikeun keuna ku alat ukur. Solusi anu umum nyaéta panalungtik mimiti ngukur katerangan tina sumber cahaya sareng nyaangan permukaan kalayan daérah anu tangtu. Salajengna, paké inpormasi ieu pikeun nangtukeun jarak ieu nganggo hukum kuadrat tibalik, anu ngajelaskeun kumaha inténsitas sumber cahaya turun sacara éksponénsial kalayan jarakna ningkat. Pangukuran dua léngkah ieu henteu gampang dilaksanakeun sareng ngenalkeun kateupastian tambahan. Kalayan sistem anyar, tim ayeuna tiasa ngantunkeun metode kuadrat tibalik sareng langsung nangtukeun jarakna.
Metoda ieu ngagunakeun kaméra dumasar mikroskop, jeung mikroskop diuk dina panggung sumber cahaya jeung fokus kana spidol posisi dina tahap detektor. Mikroskop kadua ayana dina workbench detektor sarta museurkeun kana spidol posisi dina workbench sumber lampu. Nangtukeun jarakna ku nyaluyukeun aperture detektor sareng posisi sumber cahaya kana fokus mikroskop masing-masing. Mikroskop sensitip pisan kana defocusing, sareng tiasa mikawanoh sanajan sababaraha mikrométer jauhna. Pangukuran jarak anyar ogé ngamungkinkeun panalungtik pikeun ngukur "inténsitas leres" LEDs, nu mangrupakeun angka misah nunjukkeun yén jumlah cahaya dipancarkeun ku LEDs bebas tina jarak.
Salian fitur-fitur anyar ieu, para ilmuwan NIST ogé parantos nambihan sababaraha alat, sapertos alat anu disebut goniometer anu tiasa muterkeun lampu LED pikeun ngukur sabaraha cahaya anu dipancarkeun dina sudut anu béda. Dina sababaraha bulan ka hareup, Miller sareng Zong ngarepkeun ngagunakeun spéktrofotométer pikeun jasa énggal: ngukur kaluaran sinar ultraviolét (UV) LED. Potensi kagunaan LED pikeun ngahasilkeun sinar ultraviolét kalebet nyiramkeun tuangeun pikeun manjangkeun umur rakna, ogé ngabasmi cai sareng alat médis. Sacara tradisional, iradiasi komérsial ngagunakeun sinar ultraviolét anu dipancarkeun ku lampu uap raksa.