Gaano karaming mga siyentipikong sukat ang kailangan upang i-calibrate ang isang LED light bulb? Para sa mga mananaliksik sa National Institute of Standards and Technology (NIST) sa United States, ang bilang na ito ay kalahati ng kung ano ito noong nakalipas na ilang linggo. Noong Hunyo, nagsimula ang NIST na magbigay ng mas mabilis, mas tumpak, at nakakatipid na mga serbisyo sa pagkakalibrate para sa pagsusuri sa liwanag ng mga LED na ilaw at iba pang solid-state na mga produkto ng ilaw. Kasama sa mga customer ng serbisyong ito ang mga tagagawa ng LED light at iba pang mga laboratoryo sa pagkakalibrate. Halimbawa, masisiguro ng isang naka-calibrate na lampara na ang katumbas na 60 watts na LED bulb sa desk lamp ay tunay na katumbas ng 60 watts, o matiyak na ang piloto sa fighter jet ay may naaangkop na runway lighting.

Kailangang tiyakin ng mga tagagawa ng LED na ang mga ilaw na ginagawa nila ay tunay na kasingliwanag ng disenyo nito. Upang makamit ito, i-calibrate ang mga lamp na ito gamit ang isang photometer, na isang tool na maaaring masukat ang liwanag sa lahat ng wavelength habang isinasaalang-alang ang natural na sensitivity ng mata ng tao sa iba't ibang kulay. Sa loob ng ilang dekada, natutugunan ng photometric laboratory ng NIST ang mga pangangailangan ng industriya sa pamamagitan ng pagbibigay ng LED brightness at mga serbisyo ng photometric calibration. Kasama sa serbisyong ito ang pagsukat sa liwanag ng LED ng customer at iba pang solid-state na ilaw, pati na rin ang pag-calibrate sa sariling photometer ng customer. Hanggang ngayon, sinusukat ng laboratoryo ng NIST ang liwanag ng bulb na may medyo mababang kawalan ng katiyakan, na may error sa pagitan ng 0.5% at 1.0%, na maihahambing sa mga pangunahing serbisyo sa pag-calibrate.
Ngayon, salamat sa pagsasaayos ng laboratoryo, natriple ng pangkat ng NIST ang mga kawalan ng katiyakan na ito sa 0.2% o mas mababa. Ginagawa ng tagumpay na ito ang bagong LED brightness at photometer calibration service na isa sa pinakamahusay sa mundo. Ang mga siyentipiko ay makabuluhang pinaikli din ang oras ng pagkakalibrate. Sa mga lumang system, halos isang buong araw ang pagsasagawa ng calibration para sa mga customer. Sinabi ng mananaliksik ng NIST na si Cameron Miller na ang karamihan sa trabaho ay ginagamit upang i-set up ang bawat pagsukat, palitan ang mga pinagmumulan ng ilaw o mga detektor, manu-manong suriin ang distansya sa pagitan ng dalawa, at pagkatapos ay muling i-configure ang kagamitan para sa susunod na pagsukat.
Ngunit ngayon, ang laboratoryo ay binubuo ng dalawang automated equipment table, isa para sa light source at ang isa para sa detector. Ang talahanayan ay gumagalaw sa track system at inilalagay ang detector kahit saan mula 0 hanggang 5 metro ang layo mula sa liwanag. Ang distansya ay maaaring kontrolin sa loob ng 50 bahagi bawat milyon ng isang metro (micrometer), na humigit-kumulang kalahati ng lapad ng buhok ng tao. Sina Zong at Miller ay maaaring mag-program ng mga talahanayan upang lumipat sa isa't isa nang hindi nangangailangan ng patuloy na interbensyon ng tao. Dati ay inaabot ito ng isang araw, ngunit ngayon ay maaari na itong makumpleto sa loob ng ilang oras. Hindi na kailangang palitan ang anumang kagamitan, narito na ang lahat at maaaring magamit anumang oras, na nagbibigay ng maraming kalayaan sa mga mananaliksik na gawin ang maraming bagay nang sabay-sabay dahil ito ay ganap na awtomatiko.
Maaari kang bumalik sa opisina upang gumawa ng iba pang gawain habang ito ay tumatakbo. Hinuhulaan ng mga mananaliksik ng NIST na lalawak ang base ng customer dahil nagdagdag ang laboratoryo ng ilang karagdagang feature. Halimbawa, maaaring i-calibrate ng bagong device ang mga hyperspectral camera, na sumusukat ng higit na light wavelength kaysa sa mga tipikal na camera na karaniwang kumukuha lamang ng tatlo hanggang apat na kulay. Mula sa medikal na imaging hanggang sa pagsusuri ng mga satellite image ng Earth, ang mga hyperspectral camera ay lalong nagiging popular. Ang impormasyong ibinigay ng mga hyperspectral camera na nakabatay sa kalawakan tungkol sa lagay ng panahon at mga halaman ng Earth ay nagbibigay-daan sa mga siyentipiko na mahulaan ang mga taggutom at baha, at maaaring makatulong sa mga komunidad sa pagpaplano ng emergency at tulong sa kalamidad. Ang bagong laboratoryo ay maaari ring gawing mas madali at mas mahusay para sa mga mananaliksik na i-calibrate ang mga display ng smartphone, pati na rin ang mga display sa TV at computer.

Tamang distansya
Para i-calibrate ang photometer ng customer, ang mga Scientist sa NIST ay gumagamit ng broadband light source para ipaliwanag ang mga detector, na kung saan ay puting liwanag na may maraming wavelength (kulay), at ang liwanag nito ay napakalinaw dahil ang mga sukat ay ginagawa gamit ang mga standard na photometer ng NIST. Hindi tulad ng mga laser, ang ganitong uri ng puting liwanag ay hindi magkakaugnay, na nangangahulugan na ang lahat ng liwanag ng iba't ibang mga wavelength ay hindi naka-synchronize sa bawat isa. Sa isang mainam na sitwasyon, para sa pinakatumpak na pagsukat, ang mga mananaliksik ay gagamit ng mga tunable na laser upang makabuo ng liwanag na may nakokontrol na mga wavelength, upang isang wavelength lamang ng liwanag ang i-irradiated sa detector sa isang pagkakataon. Ang paggamit ng tunable lasers ay nagpapataas ng signal-to-noise ratio ng pagsukat.
Gayunpaman, sa nakaraan, ang mga tunable lasers ay hindi magagamit upang i-calibrate ang mga photometer dahil ang mga single wavelength lasers ay nakakasagabal sa kanilang mga sarili sa isang paraan na nagdagdag ng iba't ibang dami ng ingay sa signal batay sa wavelength na ginamit. Bilang bahagi ng pagpapabuti ng laboratoryo, gumawa si Zong ng customized na disenyo ng photometer na binabawasan ang ingay na ito sa isang hindi gaanong antas. Ginagawa nitong posible na gumamit ng tunable lasers sa unang pagkakataon upang i-calibrate ang mga photometer na may maliliit na kawalan ng katiyakan. Ang karagdagang benepisyo ng bagong disenyo ay ginagawa nitong mas madaling linisin ang kagamitan sa pag-iilaw, dahil ang magandang siwang ay pinoprotektahan na ngayon sa likod ng selyadong glass window. Ang pagsukat ng intensity ay nangangailangan ng tumpak na kaalaman sa kung gaano kalayo ang detector mula sa pinagmumulan ng liwanag.
Hanggang ngayon, tulad ng karamihan sa iba pang mga laboratoryo ng photometry, ang laboratoryo ng NIST ay wala pang mataas na katumpakan na paraan upang sukatin ang distansyang ito. Ito ay bahagyang dahil ang aperture ng detektor, kung saan kinokolekta ang liwanag, ay masyadong banayad upang hawakan ng aparatong pangsukat. Ang isang karaniwang solusyon ay para sa mga mananaliksik na sukatin muna ang pag-iilaw ng pinagmumulan ng liwanag at ilawan ang isang ibabaw na may isang tiyak na lugar. Susunod, gamitin ang impormasyong ito upang matukoy ang mga distansyang ito gamit ang inverse square law, na naglalarawan kung paano bumababa nang husto ang intensity ng isang light source sa pagtaas ng distansya. Ang dalawang hakbang na pagsukat na ito ay hindi madaling ipatupad at nagpapakilala ng karagdagang kawalan ng katiyakan. Gamit ang bagong sistema, maaari na ngayong iwanan ng team ang inverse square method at direktang matukoy ang distansya.
Gumagamit ang pamamaraang ito ng camera na nakabatay sa mikroskopyo, na may mikroskopyo na nakaupo sa yugto ng pinagmumulan ng liwanag at tumutuon sa mga marker ng posisyon sa yugto ng detector. Ang pangalawang mikroskopyo ay matatagpuan sa detector workbench at nakatutok sa mga position marker sa light source workbench. Tukuyin ang distansya sa pamamagitan ng pagsasaayos ng aperture ng detector at ang posisyon ng pinagmumulan ng liwanag sa pokus ng kani-kanilang mga mikroskopyo. Ang mga mikroskopyo ay napakasensitibo sa pag-defocus, at nakikilala kahit ilang micrometer ang layo. Ang bagong pagsukat ng distansya ay nagbibigay-daan din sa mga mananaliksik na sukatin ang "tunay na intensity" ng mga LED, na isang hiwalay na numero na nagpapahiwatig na ang dami ng liwanag na ibinubuga ng mga LED ay hindi nakasalalay sa distansya.
Bilang karagdagan sa mga bagong feature na ito, nagdagdag din ang mga siyentipiko ng NIST ng ilang instrumento, gaya ng isang device na tinatawag na goniometer na maaaring magpaikot ng mga LED na ilaw upang masukat kung gaano karaming liwanag ang ibinubuga sa iba't ibang anggulo. Sa mga darating na buwan, umaasa sina Miller at Zong na gumamit ng spectrophotometer para sa isang bagong serbisyo: pagsukat ng ultraviolet (UV) na output ng mga LED. Ang mga potensyal na paggamit ng LED para sa pagbuo ng mga ultraviolet ray ay kinabibilangan ng pag-iilaw ng pagkain upang mapahaba ang buhay ng istante nito, pati na rin ang pagdidisimpekta ng tubig at kagamitang medikal. Ayon sa kaugalian, ang komersyal na pag-iilaw ay gumagamit ng ultraviolet light na ibinubuga ng mercury vapor lamp.