Kemm huma meħtieġa xjentisti tal-kejl biex jikkalibraw bozza tad-dawl LED? Għar-riċerkaturi fl-Istitut Nazzjonali tal-Istandards u t-Teknoloġija (NIST) fl-Istati Uniti, dan in-numru huwa nofs dak li kien ftit ġimgħat ilu. F'Ġunju, NIST beda jipprovdi servizzi ta 'kalibrazzjoni aktar mgħaġġla, aktar preċiżi u li jiffrankaw ix-xogħol għall-evalwazzjoni tal-luminożità tad-dwal LED u prodotti oħra tad-dawl fi stat solidu. Il-klijenti ta 'dan is-servizz jinkludu manifatturi tad-dawl LED u laboratorji oħra ta' kalibrazzjoni. Pereżempju, fanal kkalibrat jista 'jiżgura li l-bozza LED ekwivalenti ta' 60 watt fil-lampa ta 'l-iskrivanija hija tassew ekwivalenti għal 60 watt, jew tiżgura li l-pilota fil-ġett tal-ġlied ikollu dawl xieraq tar-runway.

Il-manifatturi tal-LED jeħtieġ li jiżguraw li d-dwal li jimmanifatturaw huma tassew qawwi daqs kemm huma ddisinjati. Biex tikseb dan, ikkalibra dawn il-lampi b'fotometru, li huwa għodda li tista 'tkejjel il-luminożità fil-wavelengths kollha filwaqt li tqis is-sensittività naturali tal-għajn tal-bniedem għal kuluri differenti. Għal għexieren ta 'snin, il-laboratorju fotometriku ta' NIST ilu jissodisfa t-talbiet tal-industrija billi jipprovdi luminożità LED u servizzi ta 'kalibrazzjoni fotometrika. Dan is-servizz jinvolvi l-kejl tal-luminożità tal-LED tal-klijent u dwal oħra solidi, kif ukoll il-kalibrazzjoni tal-fotometru tal-klijent stess. Sa issa, Il-laboratorju NIST kien qed ikejjel il-luminożità tal-bozza b'inċertezza relattivament baxxa, bi żball bejn 0.5% u 1.0%, li huwa komparabbli ma 'servizzi ta' kalibrazzjoni mainstream.
Issa, grazzi għar-rinnovament tal-laboratorju, It-tim NIST ittriplika dawn l-inċertezzi għal 0.2% jew inqas. Din il-kisba tagħmel is-servizz ġdid ta 'kalibrazzjoni ta' luminożità LED u fotometru wieħed mill-aqwa fid-dinja. Ix-xjentisti qassru wkoll b'mod sinifikanti l-ħin tal-kalibrazzjoni. F'sistemi qodma, it-twettiq ta 'kalibrazzjoni għall-klijenti jieħu kważi ġurnata sħiħa. Ir-riċerkatur NIST Cameron Miller iddikjara li l-biċċa l-kbira tax-xogħol jintuża biex jitwaqqaf kull kejl, jissostitwixxi sorsi tad-dawl jew ditekters, iċċekkja manwalment id-distanza bejn it-tnejn, u mbagħad jerġa 'jikkonfigura t-tagħmir għall-kejl li jmiss.
Imma issa, il-laboratorju jikkonsisti f'żewġ tabelli ta 'tagħmir awtomatizzat, waħda għas-sors tad-dawl u l-oħra għad-ditekter. Il-mejda timxi fuq is-sistema tal-binarji u tpoġġi d-ditekter kullimkien minn 0 sa 5 metri 'l bogħod mid-dawl. Id-distanza tista 'tiġi kkontrollata fi żmien 50 parti għal kull miljun ta' metru wieħed (mikrometru), li huwa bejn wieħed u ieħor nofs il-wisa 'ta' xagħar uman. Zong u Miller jistgħu jipprogrammaw it-tabelli biex jimxu relattivi ma 'xulxin mingħajr il-ħtieġa ta' intervent uman kontinwu. Kien jieħu ġurnata, iżda issa jista 'jitlesta fi ftit sigħat. M'għadx jeħtieġ li jissostitwixxi l-ebda tagħmir, kollox qiegħed hawn u jista 'jintuża fi kwalunkwe ħin, u jagħti lir-riċerkaturi ħafna libertà biex jagħmlu ħafna affarijiet fl-istess ħin minħabba li huwa kompletament awtomatizzat.
Tista' tirritorna lejn l-uffiċċju biex tagħmel xogħol ieħor waqt li tkun qed taħdem. Ir-riċerkaturi NIST ibassru li l-bażi tal-klijenti se tespandi hekk kif il-laboratorju żied diversi karatteristiċi addizzjonali. Pereżempju, l-apparat il-ġdid jista 'jikkalibra kameras iperspettrali, li jkejlu ħafna aktar wavelength tad-dawl minn kameras tipiċi li tipikament jaqbdu biss minn tlieta sa erba' kuluri. Mill-immaġini mediċi għall-analiżi ta 'immaġni bis-satellita tad-Dinja, kameras iperspettrali qed isiru dejjem aktar popolari. L-informazzjoni pprovduta minn kameras iperspettrali bbażati fl-ispazju dwar it-temp u l-veġetazzjoni tad-Dinja tippermetti lix-xjenzati jbassru l-ġuħ u l-għargħar, u jistgħu jgħinu lill-komunitajiet fl-ippjanar ta’ għajnuna ta’ emerġenza u diżastru. Il-laboratorju l-ġdid jista’ wkoll jagħmilha aktar faċli u aktar effiċjenti għar-riċerkaturi biex jikkalibraw il-wirjiet tal-ismartphones, kif ukoll il-wirjiet tat-TV u tal-kompjuter.

Distanza korretta
Biex tikkalibra l-fotometru tal-klijent, ix-Xjentisti fin-NIST jużaw sorsi tad-dawl broadband biex idawwal ditekters, li huma essenzjalment dawl abjad b'tul ta 'mewġ multipli (kuluri), u l-luminożità tagħha hija ċara ħafna minħabba li l-kejl isir bl-użu ta' fotometri standard NIST. B'differenza mill-lejżers, dan it-tip ta 'dawl abjad huwa inkoerenti, li jfisser li d-dawl kollu ta' wavelengths differenti mhuwiex sinkronizzat ma 'xulxin. F'xenarju ideali, għall-kejl l-aktar preċiż, ir-riċerkaturi se jużaw lejżers tunable biex jiġġeneraw dawl b'tul ta 'mewġ kontrollabbli, sabiex wavelength wieħed biss ta' dawl jiġi irradjat fuq id-ditekter kull darba. L-użu ta 'lejżers tunable jżid il-proporzjon tas-sinjal għall-ħoss tal-kejl.
Madankollu, fil-passat, lasers tunable ma setgħux jintużaw biex jikkalibraw fotometri minħabba li lasers wavelength wieħed jinterferixxu magħhom infushom b'mod li żied ammonti differenti ta 'ħoss mas-sinjal ibbażat fuq il-wavelength użat. Bħala parti mit-titjib tal-laboratorju, Zong ħoloq disinn ta 'fotometru apposta li jnaqqas dan il-ħoss għal livell negliġibbli. Dan jagħmilha possibbli li jintużaw lejżers tunable għall-ewwel darba biex jiġu kalibrati fotometri b'inċertezzi żgħar. Il-benefiċċju addizzjonali tad-disinn il-ġdid huwa li jagħmel it-tagħmir tad-dawl aktar faċli biex jitnaddaf, peress li l-apertura exquisite issa hija protetta wara t-tieqa tal-ħġieġ issiġillat. Il-kejl ta 'l-intensità jeħtieġ għarfien preċiż ta' kemm id-ditekter huwa 'l bogħod mis-sors tad-dawl.
Sa issa, bħall-biċċa l-kbira tal-laboratorji oħra tal-fotometrija, Il-laboratorju NIST għad m'għandux metodu ta 'preċiżjoni għolja biex ikejjel din id-distanza. Dan huwa parzjalment minħabba li l-apertura tad-ditekter, li minnha jinġabar id-dawl, hija wisq sottili biex tintmiss mill-apparat tal-kejl. Soluzzjoni komuni hija li r-riċerkaturi l-ewwel ikejlu l-illuminanza tas-sors tad-dawl u jdawwal wiċċ b'ċerta żona. Sussegwentement, uża din l-informazzjoni biex tiddetermina dawn id-distanzi billi tuża l-liġi tal-kwadru invers, li tiddeskrivi kif l-intensità ta 'sors tad-dawl tonqos b'mod esponenzjali maż-żieda fid-distanza. Dan il-kejl f'żewġ stadji mhuwiex faċli biex jiġi implimentat u jintroduċi inċertezza addizzjonali. Bis-sistema l-ġdida, it-tim issa jista 'jabbanduna l-metodu tal-kwadru invers u jiddetermina direttament id-distanza.
Dan il-metodu juża kamera bbażata fuq mikroskopju, b'mikroskopju bilqiegħda fuq l-istadju tas-sors tad-dawl u li jiffoka fuq il-markaturi tal-pożizzjoni fuq l-istadju tad-ditekter. It-tieni mikroskopju jinsab fuq il-bank tax-xogħol tad-ditekter u jiffoka fuq il-markers tal-pożizzjoni fuq il-bank tax-xogħol tas-sors tad-dawl. Iddetermina d-distanza billi taġġusta l-apertura tad-ditekter u l-pożizzjoni tas-sors tad-dawl għall-fokus tal-mikroskopji rispettivi tagħhom. Il-mikroskopji huma sensittivi ħafna għad-defocusing, u jistgħu jagħrfu anke ftit mikrometri 'l bogħod. Il-kejl tad-distanza l-ġdid jippermetti wkoll lir-riċerkaturi jkejlu l-"intensità vera" tal-LEDs, li huwa numru separat li jindika li l-ammont ta 'dawl emess mill-LEDs huwa indipendenti mid-distanza.
Minbarra dawn il-karatteristiċi ġodda, ix-xjentisti NIST żiedu wkoll xi strumenti, bħal apparat imsejjaħ goniometer li jista 'jdawwar id-dwal LED biex ikejjel kemm dawl jiġi emess f'angoli differenti. Fix-xhur li ġejjin, Miller u Zong jittamaw li jużaw spettrofotometru għal servizz ġdid: il-kejl tal-output ultravjola (UV) tal-LEDs. L-użi potenzjali tal-LED għall-ġenerazzjoni tar-raġġi ultravjola jinkludu l-irradjazzjoni tal-ikel biex testendi l-ħajja fuq l-ixkaffa tiegħu, kif ukoll id-diżinfettar tal-ilma u t-tagħmir mediku. Tradizzjonalment, l-irradjazzjoni kummerċjali tuża d-dawl ultravjola emess mill-lampi tal-fwar tal-merkurju.