LED લાઇટ બલ્બને માપાંકિત કરવા માટે કેટલા માપન વૈજ્ઞાનિકોની જરૂર છે? યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં નેશનલ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ સ્ટાન્ડર્ડ્સ એન્ડ ટેક્નોલોજી (NIST) ના સંશોધકો માટે, આ સંખ્યા થોડા અઠવાડિયા પહેલા જેટલી હતી તેનાથી અડધી છે. જૂનમાં, NIST એ LED લાઇટ અને અન્ય સોલિડ-સ્ટેટ લાઇટિંગ ઉત્પાદનોની તેજસ્વીતાનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે ઝડપી, વધુ સચોટ અને શ્રમ-બચત કેલિબ્રેશન સેવાઓ પ્રદાન કરવાનું શરૂ કર્યું છે. આ સેવાના ગ્રાહકોમાં LED લાઇટ ઉત્પાદકો અને અન્ય માપાંકન પ્રયોગશાળાઓનો સમાવેશ થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, કેલિબ્રેટેડ લેમ્પ એ સુનિશ્ચિત કરી શકે છે કે ડેસ્ક લેમ્પમાં 60 વોટનો સમકક્ષ LED બલ્બ ખરેખર 60 વોટની સમકક્ષ છે, અથવા ફાઇટર જેટમાં પાઇલટ પાસે યોગ્ય રનવે લાઇટિંગ છે તેની ખાતરી કરી શકે છે.

એલઇડી ઉત્પાદકોએ ખાતરી કરવાની જરૂર છે કે તેઓ જે લાઇટ બનાવે છે તે ખરેખર તેટલી જ તેજસ્વી છે જેટલી તેઓ ડિઝાઇન કરવામાં આવી છે. આ હાંસલ કરવા માટે, આ લેમ્પ્સને ફોટોમીટર વડે માપાંકિત કરો, જે એક એવું સાધન છે જે માનવ આંખની વિવિધ રંગો પ્રત્યેની કુદરતી સંવેદનશીલતાને ધ્યાનમાં લેતી વખતે તમામ તરંગલંબાઇ પર તેજ માપી શકે છે. દાયકાઓથી, NIST ની ફોટોમેટ્રિક લેબોરેટરી LED બ્રાઇટનેસ અને ફોટોમેટ્રિક કેલિબ્રેશન સેવાઓ પ્રદાન કરીને ઉદ્યોગની માંગને સંતોષી રહી છે. આ સેવામાં ગ્રાહકની LED અને અન્ય સોલિડ-સ્ટેટ લાઇટની તેજને માપવાનો તેમજ ગ્રાહકના પોતાના ફોટોમીટરને માપાંકિત કરવાનો સમાવેશ થાય છે. અત્યાર સુધી, NIST પ્રયોગશાળા પ્રમાણમાં ઓછી અનિશ્ચિતતા સાથે બલ્બની તેજને માપી રહી છે, જેમાં 0.5% અને 1.0% વચ્ચેની ભૂલ છે, જે મુખ્ય પ્રવાહની કેલિબ્રેશન સેવાઓ સાથે તુલનાત્મક છે.
હવે, પ્રયોગશાળાના નવીનીકરણ બદલ આભાર, NIST ટીમે આ અનિશ્ચિતતાઓને ત્રણ ગણી વધારીને 0.2% અથવા તેનાથી ઓછી કરી દીધી છે. આ સિદ્ધિ નવી LED બ્રાઇટનેસ અને ફોટોમીટર કેલિબ્રેશન સેવાને વિશ્વની શ્રેષ્ઠમાંની એક બનાવે છે. વૈજ્ઞાનિકોએ માપાંકનનો સમય પણ નોંધપાત્ર રીતે ઓછો કર્યો છે. જૂની સિસ્ટમમાં, ગ્રાહકો માટે માપાંકન કરવામાં લગભગ આખો દિવસ લાગશે. એનઆઈએસટીના સંશોધક કેમેરોન મિલરે જણાવ્યું હતું કે મોટા ભાગના કામનો ઉપયોગ દરેક માપન સેટ કરવા, પ્રકાશ સ્ત્રોતો અથવા ડિટેક્ટરને બદલવા, બંને વચ્ચેનું અંતર જાતે તપાસવા અને પછીના માપન માટે સાધનોને ફરીથી ગોઠવવા માટે વપરાય છે.
પરંતુ હવે, પ્રયોગશાળામાં બે સ્વયંસંચાલિત સાધનોના કોષ્ટકો છે, એક પ્રકાશ સ્ત્રોત માટે અને બીજું ડિટેક્ટર માટે. ટેબલ ટ્રેક સિસ્ટમ પર ફરે છે અને ડિટેક્ટરને પ્રકાશથી 0 થી 5 મીટરના અંતરે ગમે ત્યાં મૂકે છે. અંતરને એક મીટર (માઈક્રોમીટર)ના મિલિયન દીઠ 50 ભાગોમાં નિયંત્રિત કરી શકાય છે, જે માનવ વાળની ​​લગભગ અડધી પહોળાઈ છે. ઝોંગ અને મિલર સતત માનવ હસ્તક્ષેપની જરૂર વગર એકબીજાને સાપેક્ષ ખસેડવા માટે ટેબલ પ્રોગ્રામ કરી શકે છે. તે પહેલા એક દિવસ લેતો હતો, પરંતુ હવે તે થોડા કલાકોમાં પૂર્ણ કરી શકાય છે. હવે કોઈપણ સાધનને બદલવાની જરૂર નથી, બધું અહીં છે અને કોઈપણ સમયે ઉપયોગમાં લઈ શકાય છે, સંશોધકોને એક જ સમયે ઘણી બધી વસ્તુઓ કરવા માટે ઘણી સ્વતંત્રતા આપે છે કારણ કે તે સંપૂર્ણપણે સ્વચાલિત છે.
ઓફિસ ચાલુ હોય ત્યારે તમે અન્ય કામ કરવા માટે પરત ફરી શકો છો. NIST સંશોધકો આગાહી કરે છે કે ગ્રાહક આધાર વિસ્તરશે કારણ કે પ્રયોગશાળાએ ઘણી વધારાની સુવિધાઓ ઉમેરી છે. ઉદાહરણ તરીકે, નવું ઉપકરણ હાઇપરસ્પેક્ટ્રલ કેમેરાને માપાંકિત કરી શકે છે, જે સામાન્ય કેમેરા કરતાં વધુ પ્રકાશ તરંગલંબાઇને માપે છે જે સામાન્ય રીતે માત્ર ત્રણથી ચાર રંગોને જ કેપ્ચર કરે છે. તબીબી ઇમેજિંગથી લઈને પૃથ્વીની ઉપગ્રહ છબીઓનું વિશ્લેષણ કરવા માટે, હાઇપરસ્પેક્ટ્રલ કેમેરા વધુને વધુ લોકપ્રિય બની રહ્યા છે. પૃથ્વીના હવામાન અને વનસ્પતિ વિશે અવકાશ-આધારિત હાઇપરસ્પેક્ટ્રલ કેમેરા દ્વારા પ્રદાન કરવામાં આવેલી માહિતી વૈજ્ઞાનિકોને દુષ્કાળ અને પૂરની આગાહી કરવામાં સક્ષમ બનાવે છે અને કટોકટી અને આપત્તિ રાહતના આયોજનમાં સમુદાયોને મદદ કરી શકે છે. નવી પ્રયોગશાળા સંશોધકો માટે સ્માર્ટફોન ડિસ્પ્લે તેમજ ટીવી અને કોમ્પ્યુટર ડિસ્પ્લેને માપાંકિત કરવાનું સરળ અને વધુ કાર્યક્ષમ બનાવી શકે છે.

યોગ્ય અંતર
ગ્રાહકના ફોટોમીટરને માપાંકિત કરવા માટે, NIST ના વૈજ્ઞાનિકો ડિટેક્ટરને પ્રકાશિત કરવા માટે બ્રોડબેન્ડ પ્રકાશ સ્રોતોનો ઉપયોગ કરે છે, જે આવશ્યકપણે બહુવિધ તરંગલંબાઇ (રંગો) સાથે સફેદ પ્રકાશ છે અને તેની તેજસ્વીતા ખૂબ જ સ્પષ્ટ છે કારણ કે માપ NIST પ્રમાણભૂત ફોટોમીટરનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે. લેસરથી વિપરીત, આ પ્રકારનો સફેદ પ્રકાશ અસંગત છે, જેનો અર્થ છે કે વિવિધ તરંગલંબાઇનો તમામ પ્રકાશ એકબીજા સાથે સુમેળમાં નથી. એક આદર્શ પરિસ્થિતિમાં, સૌથી સચોટ માપન માટે, સંશોધકો નિયંત્રણક્ષમ તરંગલંબાઇ સાથે પ્રકાશ જનરેટ કરવા માટે ટ્યુનેબલ લેસરોનો ઉપયોગ કરશે, જેથી એક સમયે ડિટેક્ટર પર માત્ર એક જ તરંગલંબાઇનું ઇરેડિયેશન થાય. ટ્યુનેબલ લેસરોનો ઉપયોગ માપનના સંકેત-થી-અવાજ ગુણોત્તરમાં વધારો કરે છે.
જો કે, ભૂતકાળમાં, ટ્યુનેબલ લેસરોનો ઉપયોગ ફોટોમીટરને માપાંકિત કરવા માટે કરી શકાતો ન હતો કારણ કે સિંગલ વેવલેન્થ લેસરો પોતાની સાથે એવી રીતે દખલ કરે છે કે જે ઉપયોગમાં લેવાતી તરંગલંબાઇના આધારે સિગ્નલમાં વિવિધ પ્રમાણમાં અવાજ ઉમેરે છે. પ્રયોગશાળા સુધારણાના ભાગરૂપે, Zong એ કસ્ટમાઇઝ્ડ ફોટોમીટર ડિઝાઇન બનાવી છે જે આ અવાજને નજીવા સ્તરે ઘટાડે છે. આ નાની અનિશ્ચિતતાઓ સાથે ફોટોમીટરને માપાંકિત કરવા માટે પ્રથમ વખત ટ્યુનેબલ લેસરોનો ઉપયોગ કરવાનું શક્ય બનાવે છે. નવી ડિઝાઇનનો વધારાનો ફાયદો એ છે કે તે લાઇટિંગ સાધનોને સાફ કરવાનું સરળ બનાવે છે, કારણ કે ઉત્કૃષ્ટ બાકોરું હવે સીલબંધ કાચની બારીની પાછળ સુરક્ષિત છે. ઇન્ટેન્સિટી માપન માટે ડિટેક્ટર પ્રકાશ સ્ત્રોતથી કેટલું દૂર છે તેનું ચોક્કસ જ્ઞાન જરૂરી છે.
અત્યાર સુધી, મોટાભાગની અન્ય ફોટોમેટ્રી લેબોરેટરીઓની જેમ, NIST લેબોરેટરી પાસે હજુ સુધી આ અંતર માપવા માટે ઉચ્ચ-ચોકસાઇવાળી પદ્ધતિ નથી. આ અંશતઃ કારણ છે કે ડિટેક્ટરનું બાકોરું, જેના દ્વારા પ્રકાશ એકત્રિત કરવામાં આવે છે, તે માપન ઉપકરણ દ્વારા સ્પર્શ કરવા માટે ખૂબ જ સૂક્ષ્મ છે. સંશોધકો માટે સૌપ્રથમ પ્રકાશ સ્ત્રોતની રોશની માપવા અને ચોક્કસ વિસ્તાર સાથે સપાટીને પ્રકાશિત કરવા માટે એક સામાન્ય ઉકેલ છે. આગળ, વિપરિત ચોરસ કાયદાનો ઉપયોગ કરીને આ અંતરો નક્કી કરવા માટે આ માહિતીનો ઉપયોગ કરો, જે વર્ણવે છે કે કેવી રીતે વધતા અંતર સાથે પ્રકાશ સ્ત્રોતની તીવ્રતા ઝડપથી ઘટે છે. આ બે-પગલાંનું માપ અમલમાં મૂકવું સરળ નથી અને વધારાની અનિશ્ચિતતા રજૂ કરે છે. નવી સિસ્ટમ સાથે, ટીમ હવે ઇન્વર્સ સ્ક્વેર પદ્ધતિને છોડી શકશે અને સીધું અંતર નક્કી કરી શકશે.
આ પદ્ધતિ માઇક્રોસ્કોપ આધારિત કેમેરાનો ઉપયોગ કરે છે, જેમાં માઇક્રોસ્કોપ પ્રકાશ સ્ત્રોત સ્ટેજ પર બેસીને ડિટેક્ટર સ્ટેજ પર સ્થિત માર્કર્સ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે. બીજું માઇક્રોસ્કોપ ડિટેક્ટર વર્કબેન્ચ પર સ્થિત છે અને પ્રકાશ સ્ત્રોત વર્કબેન્ચ પર સ્થિત માર્કર્સ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે. ડિટેક્ટરના છિદ્ર અને પ્રકાશ સ્ત્રોતની સ્થિતિને તેમના સંબંધિત માઇક્રોસ્કોપના ફોકસમાં સમાયોજિત કરીને અંતર નક્કી કરો. માઇક્રોસ્કોપ ડિફોકસિંગ માટે ખૂબ જ સંવેદનશીલ હોય છે, અને થોડા માઇક્રોમીટર દૂરથી પણ ઓળખી શકે છે. નવું અંતર માપન સંશોધકોને LEDs ની "સાચી તીવ્રતા" માપવામાં પણ સક્ષમ બનાવે છે, જે એક અલગ સંખ્યા છે જે દર્શાવે છે કે LEDs દ્વારા ઉત્સર્જિત પ્રકાશનું પ્રમાણ અંતરથી સ્વતંત્ર છે.
આ નવી વિશેષતાઓ ઉપરાંત, NIST વૈજ્ઞાનિકોએ કેટલાક સાધનો પણ ઉમેર્યા છે, જેમ કે ગોનીયોમીટર નામનું એક ઉપકરણ જે વિવિધ ખૂણા પર કેટલો પ્રકાશ ઉત્સર્જિત થાય છે તે માપવા માટે LED લાઇટને ફેરવી શકે છે. આગામી મહિનાઓમાં, મિલર અને ઝોંગ નવી સેવા માટે સ્પેક્ટ્રોફોટોમીટરનો ઉપયોગ કરવાની આશા રાખે છે: એલઇડીના અલ્ટ્રાવાયોલેટ (યુવી) આઉટપુટને માપવા. અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણો પેદા કરવા માટે એલઇડીના સંભવિત ઉપયોગોમાં ખોરાકની શેલ્ફ લાઇફ વધારવા માટે ઇરેડિયેટીંગનો સમાવેશ થાય છે, તેમજ પાણી અને તબીબી સાધનોને જંતુમુક્ત કરવાનો સમાવેશ થાય છે. પરંપરાગત રીતે, વાણિજ્યિક ઇરેડિયેશનમાં પારાના વરાળના દીવાઓ દ્વારા ઉત્સર્જિત અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશનો ઉપયોગ થાય છે.