LED లైట్ బల్బును కాలిబ్రేట్ చేయడానికి ఎంత మంది కొలత శాస్త్రవేత్తలు అవసరం? యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లోని నేషనల్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ స్టాండర్డ్స్ అండ్ టెక్నాలజీ (NIST) పరిశోధకుల కోసం, ఈ సంఖ్య కొన్ని వారాల క్రితం ఉన్న దానిలో సగం. జూన్‌లో, LED లైట్లు మరియు ఇతర సాలిడ్-స్టేట్ లైటింగ్ ఉత్పత్తుల ప్రకాశాన్ని అంచనా వేయడానికి NIST వేగవంతమైన, మరింత ఖచ్చితమైన మరియు లేబర్-పొదుపు అమరిక సేవలను అందించడం ప్రారంభించింది. ఈ సేవ యొక్క వినియోగదారులలో LED లైట్ తయారీదారులు మరియు ఇతర అమరిక ప్రయోగశాలలు ఉన్నాయి. ఉదాహరణకు, డెస్క్ ల్యాంప్‌లోని 60 వాట్లకు సమానమైన LED బల్బ్ నిజంగా 60 వాట్‌లకు సమానమైనదని లేదా ఫైటర్ జెట్‌లోని పైలట్ తగిన రన్‌వే లైటింగ్‌ను కలిగి ఉండేలా క్యాలిబ్రేటెడ్ ల్యాంప్ నిర్ధారిస్తుంది.

LED తయారీదారులు వారు తయారు చేసిన లైట్లు వారు రూపొందించినంత ప్రకాశవంతంగా ఉండేలా చూసుకోవాలి. దీనిని సాధించడానికి, ఈ దీపాలను ఫోటోమీటర్‌తో క్రమాంకనం చేయండి, ఇది వివిధ రంగులకు మానవ కన్ను యొక్క సహజ సున్నితత్వాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకునే సమయంలో అన్ని తరంగదైర్ఘ్యాల వద్ద ప్రకాశాన్ని కొలవగల సాధనం. దశాబ్దాలుగా, NIST యొక్క ఫోటోమెట్రిక్ లేబొరేటరీ LED ప్రకాశం మరియు ఫోటోమెట్రిక్ కాలిబ్రేషన్ సేవలను అందించడం ద్వారా పరిశ్రమ అవసరాలను తీరుస్తోంది. ఈ సేవలో కస్టమర్ యొక్క LED మరియు ఇతర సాలిడ్-స్టేట్ లైట్ల ప్రకాశాన్ని కొలవడం, అలాగే కస్టమర్ యొక్క స్వంత ఫోటోమీటర్‌ను క్రమాంకనం చేయడం వంటివి ఉంటాయి. ఇప్పటి వరకు, NIST లాబొరేటరీ సాపేక్షంగా తక్కువ అనిశ్చితితో బల్బ్ ప్రకాశాన్ని కొలుస్తుంది, 0.5% మరియు 1.0% మధ్య లోపం ఉంది, ఇది ప్రధాన స్రవంతి క్రమాంకన సేవలతో పోల్చదగినది.
ఇప్పుడు, ప్రయోగశాల పునరుద్ధరణకు ధన్యవాదాలు, NIST బృందం ఈ అనిశ్చితులను 0.2% లేదా అంతకంటే తక్కువకు మూడు రెట్లు పెంచింది. ఈ విజయం కొత్త LED బ్రైట్‌నెస్ మరియు ఫోటోమీటర్ కాలిబ్రేషన్ సేవను ప్రపంచంలోనే అత్యుత్తమమైనదిగా చేసింది. శాస్త్రవేత్తలు అమరిక సమయాన్ని కూడా గణనీయంగా తగ్గించారు. పాత సిస్టమ్‌లలో, కస్టమర్‌ల కోసం క్రమాంకనం చేయడానికి దాదాపు ఒక రోజంతా పడుతుంది. NIST పరిశోధకుడు కామెరాన్ మిల్లెర్ మాట్లాడుతూ, ప్రతి కొలతను సెటప్ చేయడానికి, కాంతి వనరులు లేదా డిటెక్టర్‌లను భర్తీ చేయడానికి, రెండింటి మధ్య దూరాన్ని మాన్యువల్‌గా తనిఖీ చేయడానికి, ఆపై తదుపరి కొలత కోసం పరికరాలను మళ్లీ కాన్ఫిగర్ చేయడానికి చాలా పని ఉపయోగించబడింది.
కానీ ఇప్పుడు, ప్రయోగశాలలో రెండు స్వయంచాలక పరికరాల పట్టికలు ఉన్నాయి, ఒకటి కాంతి మూలం కోసం మరియు మరొకటి డిటెక్టర్ కోసం. పట్టిక ట్రాక్ సిస్టమ్‌పై కదులుతుంది మరియు కాంతికి 0 నుండి 5 మీటర్ల దూరంలో ఎక్కడైనా డిటెక్టర్‌ను ఉంచుతుంది. ఒక మీటర్ (మైక్రోమీటర్) యొక్క మిలియన్‌కు 50 భాగాలలో దూరాన్ని నియంత్రించవచ్చు, ఇది మానవ జుట్టు యొక్క వెడల్పులో దాదాపు సగం ఉంటుంది. జోంగ్ మరియు మిల్లర్ నిరంతర మానవ ప్రమేయం అవసరం లేకుండా ఒకదానికొకటి సాపేక్షంగా తరలించడానికి పట్టికలను ప్రోగ్రామ్ చేయవచ్చు. ఇది ఒక రోజు పడుతుంది, కానీ ఇప్పుడు అది కొన్ని గంటల్లో పూర్తవుతుంది. ఇకపై ఏ పరికరాలను భర్తీ చేయవలసిన అవసరం లేదు, ప్రతిదీ ఇక్కడ ఉంది మరియు ఎప్పుడైనా ఉపయోగించవచ్చు, ఇది పూర్తిగా స్వయంచాలకంగా ఉన్నందున పరిశోధకులకు ఒకే సమయంలో అనేక పనులను చేయడానికి చాలా స్వేచ్ఛను ఇస్తుంది.
అది నడుస్తున్నప్పుడు మీరు ఇతర పని చేయడానికి కార్యాలయానికి తిరిగి రావచ్చు. ప్రయోగశాల అనేక అదనపు ఫీచర్లను జోడించినందున కస్టమర్ బేస్ విస్తరిస్తుందని NIST పరిశోధకులు అంచనా వేస్తున్నారు. ఉదాహరణకు, కొత్త పరికరం హైపర్‌స్పెక్ట్రల్ కెమెరాలను క్రమాంకనం చేయగలదు, ఇది సాధారణంగా మూడు నుండి నాలుగు రంగులను మాత్రమే సంగ్రహించే సాధారణ కెమెరాల కంటే చాలా ఎక్కువ కాంతి తరంగదైర్ఘ్యాన్ని కొలుస్తుంది. మెడికల్ ఇమేజింగ్ నుండి భూమి యొక్క ఉపగ్రహ చిత్రాలను విశ్లేషించడం వరకు, హైపర్‌స్పెక్ట్రల్ కెమెరాలు బాగా ప్రాచుర్యం పొందుతున్నాయి. భూమి యొక్క వాతావరణం మరియు వృక్షసంపద గురించి అంతరిక్ష-ఆధారిత హైపర్‌స్పెక్ట్రల్ కెమెరాల ద్వారా అందించబడిన సమాచారం శాస్త్రవేత్తలు కరువులు మరియు వరదలను అంచనా వేయడానికి వీలు కల్పిస్తుంది మరియు అత్యవసర మరియు విపత్తు సహాయాన్ని ప్లాన్ చేయడంలో కమ్యూనిటీలకు సహాయపడుతుంది. కొత్త ప్రయోగశాల పరిశోధకులకు స్మార్ట్‌ఫోన్ డిస్‌ప్లేలను, అలాగే టీవీ మరియు కంప్యూటర్ డిస్‌ప్లేలను క్రమాంకనం చేయడాన్ని సులభతరం చేస్తుంది మరియు మరింత సమర్థవంతంగా చేస్తుంది.

సరైన దూరం
కస్టమర్ యొక్క ఫోటోమీటర్‌ను క్రమాంకనం చేయడానికి, NISTలోని శాస్త్రవేత్తలు డిటెక్టర్‌లను ప్రకాశవంతం చేయడానికి బ్రాడ్‌బ్యాండ్ లైట్ సోర్స్‌లను ఉపయోగిస్తారు, ఇవి తప్పనిసరిగా బహుళ తరంగదైర్ఘ్యాలు (రంగులు) కలిగిన తెల్లని కాంతి, మరియు కొలతలు NIST ప్రామాణిక ఫోటోమీటర్‌లను ఉపయోగించి చేయడం వలన దాని ప్రకాశం చాలా స్పష్టంగా ఉంటుంది. లేజర్‌ల మాదిరిగా కాకుండా, ఈ రకమైన తెల్లని కాంతి అసంబద్ధంగా ఉంటుంది, అంటే వివిధ తరంగదైర్ఘ్యాల కాంతి అంతా ఒకదానితో ఒకటి సమకాలీకరించబడదు. ఆదర్శవంతమైన దృష్టాంతంలో, అత్యంత ఖచ్చితమైన కొలత కోసం, పరిశోధకులు నియంత్రించదగిన తరంగదైర్ఘ్యాలతో కాంతిని ఉత్పత్తి చేయడానికి ట్యూనబుల్ లేజర్‌లను ఉపయోగిస్తారు, తద్వారా కాంతి యొక్క ఒక తరంగదైర్ఘ్యం మాత్రమే ఒక సమయంలో డిటెక్టర్‌పై వికిరణం చేయబడుతుంది. ట్యూనబుల్ లేజర్‌ల ఉపయోగం కొలత యొక్క సిగ్నల్-టు-నాయిస్ నిష్పత్తిని పెంచుతుంది.
అయినప్పటికీ, గతంలో, ఫోటోమీటర్‌లను క్రమాంకనం చేయడానికి ట్యూనబుల్ లేజర్‌లు ఉపయోగించబడలేదు ఎందుకంటే ఒకే తరంగదైర్ఘ్యం లేజర్‌లు ఉపయోగించిన తరంగదైర్ఘ్యం ఆధారంగా సిగ్నల్‌కు వివిధ రకాల శబ్దాలను జోడించే విధంగా తమలో తాము జోక్యం చేసుకుంటాయి. ప్రయోగశాల మెరుగుదలలో భాగంగా, జోంగ్ ఈ శబ్దాన్ని అతితక్కువ స్థాయికి తగ్గించే అనుకూలీకరించిన ఫోటోమీటర్ డిజైన్‌ను సృష్టించింది. ఇది చిన్న అనిశ్చితులతో ఫోటోమీటర్‌లను క్రమాంకనం చేయడానికి మొదటిసారిగా ట్యూనబుల్ లేజర్‌లను ఉపయోగించడం సాధ్యపడుతుంది. కొత్త డిజైన్ యొక్క అదనపు ప్రయోజనం ఏమిటంటే, ఇది లైటింగ్ పరికరాలను శుభ్రపరచడాన్ని సులభతరం చేస్తుంది, ఎందుకంటే సున్నితమైన ఎపర్చరు ఇప్పుడు మూసివున్న గాజు కిటికీ వెనుక రక్షించబడింది. తీవ్రత కొలతకు కాంతి మూలం నుండి డిటెక్టర్ ఎంత దూరంలో ఉందో ఖచ్చితమైన జ్ఞానం అవసరం.
ఇప్పటి వరకు, ఇతర ఫోటోమెట్రీ ప్రయోగశాలల వలె, NIST ప్రయోగశాలలో ఈ దూరాన్ని కొలవడానికి ఇంకా అధిక-ఖచ్చితమైన పద్ధతి లేదు. కాంతిని సేకరించే డిటెక్టర్ యొక్క ఎపర్చరు, కొలిచే పరికరం తాకలేనంత సూక్ష్మంగా ఉండటం దీనికి కొంత కారణం. పరిశోధకులు మొదట కాంతి మూలం యొక్క ప్రకాశాన్ని కొలవడం మరియు ఒక నిర్దిష్ట ప్రాంతంతో ఉపరితలాన్ని ప్రకాశింపజేయడం అనేది ఒక సాధారణ పరిష్కారం. తరువాత, విలోమ చతురస్ర నియమాన్ని ఉపయోగించి ఈ దూరాలను గుర్తించడానికి ఈ సమాచారాన్ని ఉపయోగించండి, ఇది పెరుగుతున్న దూరంతో కాంతి మూలం యొక్క తీవ్రత విపరీతంగా ఎలా తగ్గుతుందో వివరిస్తుంది. ఈ రెండు-దశల కొలత అమలు చేయడం సులభం కాదు మరియు అదనపు అనిశ్చితిని పరిచయం చేస్తుంది. కొత్త సిస్టమ్‌తో, బృందం ఇప్పుడు విలోమ చతురస్ర పద్ధతిని వదిలివేయవచ్చు మరియు దూరాన్ని నేరుగా నిర్ణయించవచ్చు.
ఈ పద్ధతి మైక్రోస్కోప్ ఆధారిత కెమెరాను ఉపయోగిస్తుంది, మైక్రోస్కోప్ లైట్ సోర్స్ స్టేజ్‌పై కూర్చుని డిటెక్టర్ స్టేజ్‌లోని పొజిషన్ మార్కర్‌లపై దృష్టి సారిస్తుంది. రెండవ మైక్రోస్కోప్ డిటెక్టర్ వర్క్‌బెంచ్‌లో ఉంది మరియు లైట్ సోర్స్ వర్క్‌బెంచ్‌లోని పొజిషన్ మార్కర్‌లపై దృష్టి పెడుతుంది. డిటెక్టర్ యొక్క ఎపర్చరు మరియు కాంతి మూలం యొక్క స్థానాన్ని వాటి సంబంధిత మైక్రోస్కోప్‌ల దృష్టికి సర్దుబాటు చేయడం ద్వారా దూరాన్ని నిర్ణయించండి. మైక్రోస్కోప్‌లు డీఫోకస్ చేయడానికి చాలా సున్నితంగా ఉంటాయి మరియు కొన్ని మైక్రోమీటర్ల దూరంలో ఉన్న వాటిని కూడా గుర్తించగలవు. కొత్త దూర కొలత పరిశోధకులను LED ల యొక్క "నిజమైన తీవ్రత"ని కొలవడానికి వీలు కల్పిస్తుంది, ఇది LED ల ద్వారా విడుదలయ్యే కాంతి మొత్తం దూరం నుండి స్వతంత్రంగా ఉంటుందని సూచించే ప్రత్యేక సంఖ్య.
ఈ కొత్త ఫీచర్లకు అదనంగా, NIST శాస్త్రవేత్తలు కొన్ని పరికరాలను కూడా జోడించారు, వివిధ కోణాల్లో ఎంత కాంతి విడుదలవుతుందో కొలవడానికి LED లైట్లను తిప్పగల గోనియోమీటర్ అని పిలువబడే పరికరం. రాబోయే నెలల్లో, మిల్లర్ మరియు జోంగ్ కొత్త సేవ కోసం స్పెక్ట్రోఫోటోమీటర్‌ను ఉపయోగించాలని ఆశిస్తున్నారు: LED ల యొక్క అతినీలలోహిత (UV) అవుట్‌పుట్‌ను కొలవడం. అతినీలలోహిత కిరణాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి LED యొక్క సంభావ్య ఉపయోగాలు దాని షెల్ఫ్ జీవితాన్ని పొడిగించడానికి ఆహారాన్ని వికిరణం చేయడం, అలాగే నీరు మరియు వైద్య పరికరాలను క్రిమిసంహారక చేయడం వంటివి ఉన్నాయి. సాంప్రదాయకంగా, వాణిజ్య వికిరణం పాదరసం ఆవిరి దీపాల ద్వారా విడుదలయ్యే అతినీలలోహిత కాంతిని ఉపయోగిస్తుంది.