LED лампочкасын калибрлөө үчүн канча өлчөөчү окумуштуулар керек? Америка Кошмо Штаттарынын Улуттук Стандарттар жана Технологиялар Институтунун (NIST) изилдөөчүлөрү үчүн бул сан бир нече апта мурун болгондун жарымын түзөт. Июнь айында NIST LED чырактарынын жана башка катуу абалдагы жарык берүүчү өнүмдөрдүн жарыктыгын баалоо үчүн тезирээк, так жана эмгекти үнөмдөөчү калибрлөө кызматтарын көрсөтө баштады. Бул кызматтын кардарларына LED жарык өндүрүүчүлөр жана башка калибрлөө лабораториялары кирет. Мисалы, калибрленген лампа столдун лампасындагы 60 Вт эквиваленттүү LED лампочкасынын чындап эле 60 ваттка барабар экенин же истребителдеги учкучтун учуу тилкесинин тиешелүү жарыгы болушун камсыздай алат.

LED өндүрүүчүлөр, алар иштеп чыккан жарык чындап эле жарык болушун камсыз кылуу керек. Буга жетишүү үчүн бул лампаларды фотометр менен калибрлеңиз, ал адамдын көзүнүн ар кандай түскө табигый сезгичтигин эске алуу менен бардык толкун узундуктарында жарыкты өлчөй ала турган курал. Ондогон жылдар бою NISTтин фотометрикалык лабораториясы LED жарыктыгын жана фотометрикалык калибрлөө кызматтарын көрсөтүү менен өнөр жайдын талаптарын канааттандырып келет. Бул кызмат кардардын LED жана башка катуу күйгүзүүчү жарыктарынын жарыктыгын өлчөөнү, ошондой эле кардардын өзүнүн фотометрин калибрлөөнү камтыйт. Ушул убакка чейин NIST лабораториясы лампочканын жарыктыгын салыштырмалуу аз белгисиздик менен өлчөп келген, катасы 0,5% жана 1,0% ортосунда, бул калибрлөөнүн негизги кызматтары менен салыштырууга болот.
Эми, лабораторияны оңдоонун аркасында NIST командасы бул белгисиздикти үч эсеге көбөйтүп, 0,2% же андан азыраак болду. Бул жетишкендик жаңы LED жарыктыгын жана фотометрди калибрлөө кызматын дүйнөдөгү эң мыктылардын бири кылат. Окумуштуулар калибрлөө убактысын да бир кыйла кыскартты. Эски системаларда кардарлар үчүн калибрлөө жүргүзүү дээрлик бир күндү талап кылат. NIST изилдөөчүсү Кэмерон Миллердин айтымында, иштин көбү ар бир өлчөөнү орнотуу, жарык булактарын же детекторлорду алмаштыруу, экөөнүн ортосундагы аралыкты кол менен текшерүү жана андан кийин кийинки өлчөө үчүн жабдууларды кайра конфигурациялоо үчүн колдонулат.
Бирок азыр лаборатория эки автоматташтырылган жабдуулардын столунан турат, бири жарык булагы үчүн, экинчиси детектор үчүн. Стол трек системасында жылып, детекторду жарыктан 0 метрден 5 метрге чейин каалаган жерге жайгаштырат. Аралыкты бир метрдин (микрометрдин) миллионуна 50 бөлүгүндө башкарууга болот, бул адамдын чачынын туурасынын жарымына барабар. Зонг жана Миллер үстөлдөрдү адамдын үзгүлтүксүз кийлигишүүсүн талап кылбастан, бири-бирине салыштырмалуу жылдыруу үчүн программалай алышат. Мурда бир күн талап кылынса, азыр аны бир нече саатта бүтүрүүгө болот. Эми эч кандай жабдууларды алмаштыруунун кереги жок, бардыгы бул жерде жана каалаган убакта колдонулушу мүмкүн, изилдөөчүлөргө бир эле учурда көп нерселерди жасоого көп эркиндик берет, анткени ал толугу менен автоматташтырылган.
Сиз кеңсеге кайтып келип, ал иштеп турганда башка жумуштарды аткара аласыз. NIST изилдөөчүлөрү лаборатория бир нече кошумча функцияларды кошкондо кардарлардын базасы кеңейет деп болжолдошууда. Мисалы, жаңы аппарат адатта үч-төрт түстү гана тарткан типтүү камераларга караганда жарык толкун узундугун өлчөй турган гиперспектралдык камераларды калибрлей алат. Медициналык сүрөт тартуудан тартып Жердин спутниктик сүрөттөрүн анализдөөгө чейин гиперспектралдык камералар барган сайын популярдуу болууда. Жердин аба ырайы жана өсүмдүктөрү жөнүндө космостук гиперспектралдык камералар тарабынан берилген маалымат илимпоздорго ачарчылыкты жана суу ташкындарын алдын ала айтууга мүмкүндүк берет, ошондой эле өзгөчө кырдаалдарды жана кырсыктан жабыркагандарга жардам берүүнү пландаштырууда жамааттарга жардам берет. Жаңы лаборатория изилдөөчүлөргө смартфондун дисплейлерин, ошондой эле телевизор менен компьютер дисплейлерин калибрлөө ишин жеңилдетип, натыйжалуураак кыла алат.

Туура аралык
Кардардын фотометрин калибрлөө үчүн NISTтин окумуштуулары детекторлорду жарыктандыруу үчүн кең тилкелүү жарык булактарын колдонушат, алар негизинен бир нече толкун узундуктары (түстөр) менен ак жарык болуп саналат жана анын жарыктыгы абдан ачык, анткени өлчөөлөр NIST стандарттык фотометрлери аркылуу жүргүзүлөт. Лазерлерден айырмаланып, ак жарыктын бул түрү когеренттүү эмес, башкача айтканда, ар кандай толкун узундуктагы бардык жарыктар бири-бири менен синхрондошо албайт. Идеалдуу сценарийде, эң так өлчөө үчүн, изилдөөчүлөр жөнгө салынуучу лазерлерди колдонуп, башкарылуучу толкун узундуктары менен жарыкты генерациялайт, ошентип, бир эле учурда детектордо жарыктын бир гана толкун узундугу нурланат. Түзүлүүчү лазерлерди колдонуу өлчөөнүн сигнал-ызы-чуу катышын жогорулатат.
Бирок, мурун жөндөөчү лазерлерди фотометрлерди калибрлөө үчүн колдонуу мүмкүн эмес болчу, анткени бир толкун узундуктагы лазерлер өздөрүнө кийлигишип, колдонулган толкун узундугуна жараша сигналга ар кандай ызы-чууларды кошушкан. Лабораторияны өркүндөтүүнүн бир бөлүгү катары Zong бул ызы-чууну жокко эсе деңгээлге чейин төмөндөтүүчү ылайыкташтырылган фотометр дизайнын түздү. Бул кичинекей белгисиздик менен фотометрлерди калибрлөө үчүн биринчи жолу жөндөлүүчү лазерлерди колдонууга мүмкүндүк берет. Жаңы дизайндын кошумча артыкчылыгы жарык берүүчү жабдууларды тазалоону жеңилдетет, анткени укмуштуудай диафрагма эми мөөр басылган айнек терезенин артында корголгон. Интенсивдүүлүктү өлчөө детектордун жарык булагынан канчалык алыс экенин так билүүнү талап кылат.
Ушул убакка чейин, башка көптөгөн фотометриялык лабораториялардай эле, NIST лабораториясында дагы бул аралыкты өлчөө үчүн жогорку тактык ыкмасы жок. Бул жарым-жартылай, анткени жарык чогултулган детектордун апертурасы өлчөөчү аспапка тийүү үчүн өтө кылдат. Жалпы чечим изилдөөчүлөр үчүн биринчи жарык булагынын жарыктыгын өлчөө жана белгилүү бир аймак менен бетти жарыктандыруу. Андан кийин, жарык булагынын интенсивдүүлүгү аралыктын өсүшү менен экспоненциалдуу түрдө азаятын сүрөттөгөн тескери квадрат мыйзамын колдонуп, бул аралыктарды аныктоо үчүн бул маалыматты колдонуңуз. Бул эки кадамдуу өлчөөнү ишке ашыруу оңой эмес жана кошумча белгисиздикти киргизет. Жаңы система менен команда эми тескери квадрат ыкмасынан баш тартып, аралыкты түз аныктай алат.
Бул ыкма микроскоптун негизиндеги камераны колдонот, микроскоп жарык булагы сахнасында отурат жана детектордун баскычындагы позиция маркерлерине көңүл бурат. Экинчи микроскоп детектордун жумушчу столунда жайгашып, жарык булагындагы позициянын маркерлерине көңүл бурат. Детектордун апертурасын жана жарык булагынын абалын алардын тиешелүү микроскопторунун фокусуна тууралоо аркылуу аралыкты аныктаңыз. Микроскоптор дефокуска өтө сезгич жана бир нече микрометр аралыкты да тааный алышат. Жаңы аралыкты өлчөө изилдөөчүлөргө светодиоддордун "чыныгы интенсивдүүлүгүн" өлчөөгө мүмкүндүк берет, бул өзүнчө сан, бул жарыктын көлөмү диоддордон көз каранды эмес экенин көрсөтүп турат.
Бул жаңы функциялардан тышкары, NIST илимпоздору дагы бир нече аспаптарды кошушту, мисалы, гониометр деп аталган аппарат, ал ар кандай бурчтарда канча жарык бөлүнүп жатканын өлчөө үчүн LED жарыктарын айланта алат. Жакынкы айларда Миллер жана Зонг спектрофотометрди жаңы кызмат үчүн колдонууга үмүттөнүшөт: жарык диоддорунун ультрафиолет (УК) чыгышын өлчөө. Ультракызгылт көк нурларды жаратуу үчүн LEDди потенциалдуу колдонууга тамак-аштын сактоо мөөнөтүн узартуу үчүн нурлантуу, ошондой эле сууну жана медициналык жабдууларды дезинфекциялоо кирет. Салттуу түрдө коммерциялык нурланууда сымап буу лампалары чыгарган ультрафиолет нурлары колдонулат.