Quanti scientisti di misurazione sò necessarii per calibre una lampadina LED? Per i circadori di l'Istitutu Naziunale di Norme è Tecnulugia (NIST) in i Stati Uniti, stu numeru hè a mità di ciò chì era uni pochi settimane fà. In u ghjugnu, NIST hà iniziatu à furnisce servizii di calibrazione più veloci, più precisi è di risparmiu di travagliu per evaluà a luminosità di luci LED è altri prudutti di illuminazione à u statu solidu. I clienti di stu serviziu includenu pruduttori di luci LED è altri laboratori di calibrazione. Per esempiu, una lampa calibrata pò assicurà chì a lampadina LED equivalente à 60 watt in a lampa di scrivania hè veramente equivalente à 60 watt, o assicuratevi chì u pilotu in u jet di cumbattimentu hà l'illuminazione di a pista adatta.

I pruduttori di LED anu da assicurà chì e luci chì fabricanu sò veramente brillanti quant'è sò cuncepiti. Per ottene questu, calibre queste lampade cù un fotòmetru, chì hè un strumentu chì pò misurà a luminosità à tutte e lunghezze d'onda, tenendu in contu a sensibilità naturali di l'ochju umanu à i culori diffirenti. Dapoi decennii, u laboratoriu fotometricu di NIST risponde à e richieste di l'industria fornendu luminosità LED è servizii di calibrazione fotometrica. Stu serviziu implica a misurazione di a luminosità di u LED di u cliente è altre luci di u statu solidu, è ancu di calibre u fotòmetru di u cliente. Finu à avà, u laboratoriu NIST hà misuratu a luminosità di u bulbe cù una incertezza relativamente bassu, cù un errore trà 0,5% è 1,0%, chì hè paragunabile à i servizii di calibrazione mainstream.
Avà, grazia à a rinuvazione di u laboratoriu, a squadra NIST hà triplicatu queste incertezze à 0,2% o più bassu. Stu successu face u novu serviziu di calibrazione di luminosità LED è fotometru unu di i migliori in u mondu. I scientisti anu ancu accurtatu significativamente u tempu di calibrazione. In i vechji sistemi, eseguisce una calibrazione per i clienti piglià quasi un ghjornu sanu. L'investigatore NIST Cameron Miller hà dichjaratu chì a maiò parte di u travagliu hè aduprata per stabilisce ogni misurazione, rimpiazzà fonti di luce o detectors, verificate manualmente a distanza trà i dui, è poi cunfigurà l'equipaggiu per a prossima misurazione.
Ma avà, u laboratoriu hè custituitu da dui tavule d'equipaggiu automatizatu, unu per a fonte di luce è l'altru per u detector. U tavulinu si move nantu à u sistema di traccia è mette u detector in ogni locu da 0 à 5 metri da a luce. A distanza pò esse cuntrullata in 50 parte per milione di un metru (micrometru), chì hè circa a mità di a larghezza di i capelli umani. Zong è Miller ponu programà e tavule per muvimenti relative à l'altri senza a necessità di l'intervenzione umana cuntinua. Pigliò un ghjornu, ma avà pò esse cumpletu in pocu ore. Ùn ci hè più bisognu di rimpiazzà ogni equipamentu, tuttu hè quì è pò esse usatu in ogni mumentu, dendu à i circadori assai libertà per fà parechje cose à u stessu tempu perchè hè completamente automatizatu.
Pudete vultà à l'uffiziu per fà un altru travagliu mentre hè in esecuzione. I ricercatori di u NIST predicanu chì a basa di i clienti si espansione cum'è u laboratoriu hà aghjustatu parechje funzioni supplementari. Per esempiu, u novu dispositivu pò calibre e fotocamere iperspettrali, chì misuranu assai più lunghezze d'onda di luce cà e camere tipiche chì tipicamente catturanu solu trè à quattru culori. Da l'imaghjini medichi à l'analisi di l'imaghjini satellitari di a Terra, e camere iperspettrali sò diventate sempre più populari. L'infurmazioni furnite da e camere iperspettrali basate in u spaziu nantu à u clima è a vegetazione di a Terra permettenu à i scientisti di predichendu fami è inundazioni, è ponu aiutà e cumunità in a pianificazione di l'emergenza è di l'aiutu di disastru. U novu laboratoriu pò ancu fà più faciule è più efficiente per i circadori per calibre i display di smartphone, è ancu i display di TV è computer.

A distanza curretta
Per calibre u fotometru di u cliente, i scientisti di u NIST utilizanu fonti di luce di banda larga per illuminà i detectori, chì sò essenzialmente luce bianca cù lunghezze d'onda multiple (culori), è a so luminosità hè assai chjara perchè e misurazioni sò fatte cù fotometri standard NIST. A cuntrariu di i laser, stu tipu di luce bianca hè incoherente, chì significa chì tutte e luci di diverse lunghezze d'onda ùn sò micca sincronizate cù l'altri. In un scenariu ideale, per a misurazione più precisa, i circadori utilizanu laser sintonizzabili per generà luce cù lunghezze d'onda cuntrullabili, in modu chì una sola lunghezza d'onda di luce hè irradiata nantu à u detector à u mumentu. L'usu di lasers sintonizzabili aumenta u rapportu signale-à-rumore di a misura.
Tuttavia, in u passatu, i lasers sintonizzabili ùn puderanu micca esse usatu per calibre i fotometri perchè i laser à una sola lunghezza d'onda interferiscenu cun elli stessi in una manera chì aghjunghjenu quantità differenti di rumore à u signale basatu nantu à a lunghezza d'onda utilizata. Comu parte di a migliione di u laboratoriu, Zong hà creatu un disignu di fotometru persunalizatu chì riduce stu rumore à un livellu insignificante. Questu permette di utilizà lasers tunable per a prima volta per calibre i fotòmetri cù picculi incertezze. U benefiziu supplementu di u novu disignu hè chì rende l'equipaggiu di illuminazione più faciule da pulisce, postu chì l'apertura squisita hè avà prutetta daretu à a finestra di vetru sigillata. A misurazione di l'intensità richiede una cunniscenza precisa di quantu dista u detector da a fonte di luce.
Finu à avà, cum'è a maiò parte di l'altri laboratorii di fotometria, u laboratoriu NIST ùn hà ancu un metudu d'alta precisione per misurà sta distanza. Questu hè in parte perchè l'apertura di u detector, attraversu quale a luce hè cullata, hè troppu sottile per esse toccu da u dispusitivu di misurazione. Una suluzione cumuna hè per i circadori per prima misurà l'illuminanza di a fonte di luce è illuminate una superficia cù una certa zona. In seguitu, aduprate sta informazione per determinà sti distanzi cù a lege di u quadru inversu, chì descrive cumu l'intensità di una fonte di luce diminuite in modu esponenziale cù a distanza crescente. Questa misurazione in dui passi ùn hè micca faciule da implementà è introduce incertezza supplementu. Cù u novu sistema, a squadra pò avà abbandunà u metudu di u quadru inversu è determinà direttamente a distanza.
Stu metudu usa una camera basata nantu à u microscopiu, cun un microscopiu pusatu nantu à u palcuscenicu di a fonte di luce è fucalizza nantu à i marcatori di pusizioni in u palcuscenicu di u detector. U sicondu microscopiu hè situatu nantu à u bancu di travagliu di u detector è si cuncentra nantu à i marcatori di pusizione nantu à u bancu di travagliu di a fonte di luce. Determina a distanza aghjustendu l'apertura di u detector è a pusizione di a fonte di luce à u focu di i so microscopi rispettivi. I microscopi sò assai sensibili à u defocusing, è ponu ricunnosce ancu à pochi micrometri di distanza. A nova misurazione di distanza permette ancu à i circadori di misurà a "vera intensità" di i LED, chì hè un numeru separatu chì indica chì a quantità di luce emessa da i LED hè indipendente da a distanza.
In più di sti novità, i scientisti di u NIST anu aghjustatu ancu alcuni strumenti, cum'è un dispositivu chjamatu goniometru chì pò rotà lumi LED per misurà a quantità di luce emessa in diverse anguli. In i mesi chì venenu, Miller è Zong speranu di utilizà un spettrofotometru per un novu serviziu: a misurazione di l'ultraviolet (UV) output di LED. L'usi putenziali di LED per a generazione di raghji ultravioletti includenu l'irradiazione di l'alimentu per allargà a so vita di conservazione, è ancu di disinfettà l'acqua è l'equipaggiu medicale. Tradizionalmente, l'irradiazione cummerciale usa a luce ultravioletta emessa da lampade di vapore di mercuriu.