একটি LED লাইট বাল্ব ক্রমাঙ্কন করতে কতজন পরিমাপ বিজ্ঞানীর প্রয়োজন? মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের ন্যাশনাল ইনস্টিটিউট অফ স্ট্যান্ডার্ডস অ্যান্ড টেকনোলজির (এনআইএসটি) গবেষকদের জন্য, এই সংখ্যা কয়েক সপ্তাহ আগে যা ছিল তার অর্ধেক। জুন মাসে, NIST LED লাইট এবং অন্যান্য সলিড-স্টেট লাইটিং পণ্যের উজ্জ্বলতা মূল্যায়নের জন্য দ্রুত, আরও নির্ভুল, এবং শ্রম-সঞ্চয়কারী ক্রমাঙ্কন পরিষেবা প্রদান করা শুরু করেছে। এই পরিষেবার গ্রাহকদের মধ্যে LED আলো প্রস্তুতকারক এবং অন্যান্য ক্রমাঙ্কন পরীক্ষাগার অন্তর্ভুক্ত। উদাহরণস্বরূপ, একটি ক্যালিব্রেটেড ল্যাম্প নিশ্চিত করতে পারে যে ডেস্ক ল্যাম্পের 60 ওয়াটের সমতুল্য LED বাল্বটি সত্যিই 60 ওয়াটের সমতুল্য, বা ফাইটার জেটের পাইলটের উপযুক্ত রানওয়ে আলো রয়েছে তা নিশ্চিত করতে পারে।

LED প্রস্তুতকারকদের নিশ্চিত করতে হবে যে তারা যে লাইটগুলি তৈরি করেছে তা সত্যিই তাদের ডিজাইনের মতো উজ্জ্বল। এটি অর্জনের জন্য, এই আলোগুলিকে একটি ফটোমিটার দিয়ে ক্রমাঙ্কন করুন, এটি এমন একটি সরঞ্জাম যা বিভিন্ন রঙের প্রতি মানুষের চোখের প্রাকৃতিক সংবেদনশীলতা বিবেচনা করার সময় সমস্ত তরঙ্গদৈর্ঘ্যের উজ্জ্বলতা পরিমাপ করতে পারে। কয়েক দশক ধরে, NIST-এর ফটোমেট্রিক ল্যাবরেটরি LED উজ্জ্বলতা এবং ফটোমেট্রিক ক্রমাঙ্কন পরিষেবা প্রদান করে শিল্পের চাহিদা মেটাচ্ছে। এই পরিষেবার মধ্যে গ্রাহকের LED এবং অন্যান্য সলিড-স্টেট লাইটের উজ্জ্বলতা পরিমাপ করা, সেইসাথে গ্রাহকের নিজস্ব ফটোমিটার ক্যালিব্রেট করা জড়িত। এখন পর্যন্ত, এনআইএসটি পরীক্ষাগার তুলনামূলকভাবে কম অনিশ্চয়তার সাথে বাল্বের উজ্জ্বলতা পরিমাপ করছে, 0.5% এবং 1.0% এর মধ্যে ত্রুটি রয়েছে, যা মূলধারার ক্রমাঙ্কন পরিষেবাগুলির সাথে তুলনীয়।
এখন, ল্যাবরেটরির সংস্কারের জন্য ধন্যবাদ, এনআইএসটি টিম এই অনিশ্চয়তাকে তিনগুণ বাড়িয়ে 0.2% বা তার কম করেছে। এই কৃতিত্বটি নতুন LED উজ্জ্বলতা এবং ফটোমিটার ক্রমাঙ্কন পরিষেবাকে বিশ্বের অন্যতম সেরা করে তুলেছে। বিজ্ঞানীরা ক্রমাঙ্কন সময়কে উল্লেখযোগ্যভাবে সংক্ষিপ্ত করেছেন। পুরানো সিস্টেমে, গ্রাহকদের জন্য একটি ক্রমাঙ্কন সম্পাদন করতে প্রায় পুরো দিন সময় লাগবে। NIST গবেষক ক্যামেরন মিলার বলেছেন যে বেশিরভাগ কাজ প্রতিটি পরিমাপ সেট আপ করতে, আলোর উত্স বা ডিটেক্টর প্রতিস্থাপন করতে, উভয়ের মধ্যে দূরত্ব ম্যানুয়ালি পরীক্ষা করতে এবং তারপরে পরবর্তী পরিমাপের জন্য সরঞ্জামগুলি পুনরায় কনফিগার করতে ব্যবহৃত হয়।
কিন্তু এখন, ল্যাবরেটরিতে দুটি স্বয়ংক্রিয় সরঞ্জাম টেবিল রয়েছে, একটি আলোর উৎসের জন্য এবং অন্যটি সনাক্তকারীর জন্য। টেবিলটি ট্র্যাক সিস্টেমে চলে যায় এবং আলো থেকে 0 থেকে 5 মিটার দূরে যে কোনো জায়গায় ডিটেক্টর স্থাপন করে। এক মিটার (মাইক্রোমিটার) প্রতি মিলিয়নে 50টি অংশের মধ্যে দূরত্ব নিয়ন্ত্রণ করা যায়, যা মানুষের চুলের প্রায় অর্ধেক প্রস্থ। জং এবং মিলার ক্রমাগত মানুষের হস্তক্ষেপের প্রয়োজন ছাড়াই একে অপরের সাথে আপেক্ষিকভাবে সরানোর জন্য টেবিল প্রোগ্রাম করতে পারে। আগে এক দিন লাগত, কিন্তু এখন কয়েক ঘণ্টার মধ্যেই শেষ করা যায়। আর কোনো যন্ত্রপাতি প্রতিস্থাপনের প্রয়োজন নেই, সবকিছু এখানে আছে এবং যে কোনো সময় ব্যবহার করা যেতে পারে, গবেষকদের একই সময়ে অনেক কিছু করার স্বাধীনতা দেয় কারণ এটি সম্পূর্ণ স্বয়ংক্রিয়।
এটি চালু থাকা অবস্থায় আপনি অন্য কাজ করতে অফিসে ফিরে যেতে পারেন। NIST গবেষকরা ভবিষ্যদ্বাণী করেছেন যে গ্রাহক বেস প্রসারিত হবে কারণ পরীক্ষাগারটি বেশ কয়েকটি অতিরিক্ত বৈশিষ্ট্য যুক্ত করেছে। উদাহরণস্বরূপ, নতুন ডিভাইস হাইপারস্পেকট্রাল ক্যামেরাগুলিকে ক্যালিব্রেট করতে পারে, যা সাধারণ ক্যামেরাগুলির তুলনায় অনেক বেশি আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য পরিমাপ করে যা সাধারণত শুধুমাত্র তিন থেকে চারটি রঙ ক্যাপচার করে। মেডিক্যাল ইমেজিং থেকে পৃথিবীর স্যাটেলাইট ইমেজ বিশ্লেষণ, হাইপারস্পেকট্রাল ক্যামেরা ক্রমশ জনপ্রিয় হয়ে উঠছে। পৃথিবীর আবহাওয়া এবং গাছপালা সম্পর্কে মহাকাশ-ভিত্তিক হাইপারস্পেকট্রাল ক্যামেরা দ্বারা প্রদত্ত তথ্য বিজ্ঞানীদের দুর্ভিক্ষ এবং বন্যার পূর্বাভাস দিতে সক্ষম করে এবং জরুরী ও দুর্যোগ ত্রাণ পরিকল্পনায় সম্প্রদায়কে সহায়তা করতে পারে। নতুন ল্যাবরেটরিটি গবেষকদের স্মার্টফোন ডিসপ্লে, সেইসাথে টিভি এবং কম্পিউটার ডিসপ্লে ক্যালিব্রেট করা সহজ এবং আরও দক্ষ করে তুলতে পারে।

সঠিক দূরত্ব
গ্রাহকের ফটোমিটারকে ক্রমাঙ্কন করতে, NIST-এর বিজ্ঞানীরা ব্রডব্যান্ড আলোর উত্স ব্যবহার করে ডিটেক্টরকে আলোকিত করতে, যা মূলত একাধিক তরঙ্গদৈর্ঘ্য (রঙ) সহ সাদা আলো এবং এর উজ্জ্বলতা খুব স্পষ্ট কারণ NIST স্ট্যান্ডার্ড ফটোমিটার ব্যবহার করে পরিমাপ করা হয়। লেজারের বিপরীতে, এই ধরনের সাদা আলো অসংলগ্ন, যার মানে হল বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সমস্ত আলো একে অপরের সাথে সিঙ্ক্রোনাইজ করা হয় না। একটি আদর্শ পরিস্থিতিতে, সবচেয়ে সঠিক পরিমাপের জন্য, গবেষকরা নিয়ন্ত্রণযোগ্য তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সাথে আলো তৈরি করতে টিউনেবল লেজার ব্যবহার করবেন, যাতে একটি সময়ে ডিটেক্টরে শুধুমাত্র একটি তরঙ্গদৈর্ঘ্য আলো বিকিরণ করা হয়। টিউনেবল লেজারের ব্যবহার পরিমাপের সংকেত থেকে শব্দ অনুপাত বৃদ্ধি করে।
যাইহোক, অতীতে, টিউনেবল লেজারগুলি ফটোমিটারগুলিকে ক্যালিব্রেট করতে ব্যবহার করা যেত না কারণ একক তরঙ্গদৈর্ঘ্য লেজারগুলি এমনভাবে নিজেদের মধ্যে হস্তক্ষেপ করেছিল যা ব্যবহৃত তরঙ্গদৈর্ঘ্যের উপর ভিত্তি করে সংকেতে বিভিন্ন পরিমাণে শব্দ যোগ করে। ল্যাবরেটরির উন্নতির অংশ হিসেবে, Zong একটি কাস্টমাইজড ফটোমিটার ডিজাইন তৈরি করেছে যা এই শব্দটিকে নগণ্য পর্যায়ে কমিয়ে দেয়। এটি ছোট অনিশ্চয়তার সাথে ফটোমিটারগুলিকে ক্যালিব্রেট করতে প্রথমবারের মতো টিউনযোগ্য লেজারগুলি ব্যবহার করা সম্ভব করে তোলে। নতুন ডিজাইনের অতিরিক্ত সুবিধা হল যে এটি আলোর সরঞ্জামগুলিকে পরিষ্কার করা সহজ করে তোলে, কারণ সূক্ষ্ম অ্যাপারচারটি এখন সিল করা কাঁচের জানালার পিছনে সুরক্ষিত। তীব্রতা পরিমাপের জন্য আলোর উৎস থেকে ডিটেক্টর কত দূরে তা সঠিক জ্ঞানের প্রয়োজন।
এখন পর্যন্ত, অন্যান্য ফটোমেট্রি ল্যাবরেটরির মতো, এনআইএসটি ল্যাবরেটরিতে এখনও এই দূরত্ব পরিমাপের জন্য একটি উচ্চ-নির্ভুল পদ্ধতি নেই। এটি আংশিক কারণ ডিটেক্টরের অ্যাপারচার, যার মাধ্যমে আলো সংগ্রহ করা হয়, পরিমাপকারী যন্ত্র দ্বারা স্পর্শ করা খুব সূক্ষ্ম। একটি সাধারণ সমাধান হল গবেষকদের জন্য প্রথমে আলোর উৎসের আলোকসজ্জা পরিমাপ করা এবং একটি নির্দিষ্ট এলাকা সহ একটি পৃষ্ঠকে আলোকিত করা। এর পরে, বিপরীত বর্গ আইন ব্যবহার করে এই দূরত্বগুলি নির্ধারণ করতে এই তথ্যটি ব্যবহার করুন, যা বর্ণনা করে যে কীভাবে একটি আলোর উত্সের তীব্রতা ক্রমবর্ধমান দূরত্বের সাথে দ্রুত হ্রাস পায়। এই দ্বি-পদক্ষেপ পরিমাপ বাস্তবায়ন করা সহজ নয় এবং অতিরিক্ত অনিশ্চয়তার পরিচয় দেয়। নতুন সিস্টেমের সাথে, দলটি এখন বিপরীত বর্গ পদ্ধতি ত্যাগ করতে এবং সরাসরি দূরত্ব নির্ধারণ করতে পারে।
এই পদ্ধতিটি একটি মাইক্রোস্কোপ ভিত্তিক ক্যামেরা ব্যবহার করে, একটি মাইক্রোস্কোপ আলোর উত্স পর্যায়ে বসে এবং সনাক্তকারী পর্যায়ে অবস্থান মার্কারগুলিতে ফোকাস করে। দ্বিতীয় মাইক্রোস্কোপটি ডিটেক্টর ওয়ার্কবেঞ্চে অবস্থিত এবং আলোর উত্স ওয়ার্কবেঞ্চে অবস্থান চিহ্নিতকারীর উপর ফোকাস করে। ডিটেক্টরের অ্যাপারচার এবং আলোর উৎসের অবস্থান তাদের নিজ নিজ অণুবীক্ষণ যন্ত্রের ফোকাসে সামঞ্জস্য করে দূরত্ব নির্ণয় করুন। মাইক্রোস্কোপগুলি ডিফোকাস করার জন্য খুব সংবেদনশীল, এবং এমনকি কয়েক মাইক্রোমিটার দূরে চিনতে পারে। নতুন দূরত্ব পরিমাপ গবেষকদের LED-এর "সত্যিকারের তীব্রতা" পরিমাপ করতে সক্ষম করে, যা একটি পৃথক সংখ্যা যা নির্দেশ করে যে LEDs দ্বারা নির্গত আলোর পরিমাণ দূরত্ব থেকে স্বতন্ত্র।
এই নতুন বৈশিষ্ট্যগুলি ছাড়াও, এনআইএসটি বিজ্ঞানীরা কিছু যন্ত্রও যুক্ত করেছেন, যেমন একটি গনিওমিটার নামক একটি যন্ত্র যা বিভিন্ন কোণে কতটা আলো নির্গত হয় তা পরিমাপ করতে LED আলো ঘোরাতে পারে। আসন্ন মাসগুলিতে, মিলার এবং জং একটি নতুন পরিষেবার জন্য একটি স্পেকট্রোফটোমিটার ব্যবহার করার আশা করছেন: এলইডিগুলির অতিবেগুনী (ইউভি) আউটপুট পরিমাপ করা৷ অতিবেগুনী রশ্মি তৈরির জন্য এলইডি-র সম্ভাব্য ব্যবহারগুলির মধ্যে রয়েছে খাদ্যের তাক লাইফ বাড়ানোর জন্য বিকিরণকারী খাবার, সেইসাথে জল এবং চিকিৎসা সরঞ্জাম জীবাণুমুক্ত করা। ঐতিহ্যগতভাবে, বাণিজ্যিক বিকিরণ পারদ বাষ্পের আলো দ্বারা নির্গত অতিবেগুনী আলো ব্যবহার করে।