Úvod do diód vyžarujúcich UV svetlo
Ultrafialové diódy vyžarujúce svetlo sa vzťahujú na diódy vyžarujúce svetlo (LED), ktoré vyžarujú takmer ultrafialové svetlo s vlnovou dĺžkou približne 400 nm. Ultrafialové svetlo sa často používa na identifikáciu falšovaných bankoviek a niektoré UV LED osvetlenie je populárne v nočných kluboch a večierkoch, kde sa používajú na to, aby žiarivky svietili jasnejšie.
Princíp osvetlenia
Ultrafialová dióda vyžarujúca svetlo sa vzťahuje na diódu vyžarujúcu svetlo (LED), ktorá vyžaruje takmer ultrafialové svetlo. Jeho princíp vyžarovania svetla je rovnaký ako u bežných diód vyžarujúcich svetlo. Základy toho, ako polovodičové materiály môžu produkovať svetlo, boli pochopené pred 50 rokmi, pričom prvé komerčné diódy boli vyrobené v roku 1960. LED je skratka anglickej diódy vyžarujúcej svetlo (dióda vyžarujúca svetlo). Jeho základnou štruktúrou je kus elektroluminiscenčného polovodičového materiálu, ktorý je umiestnený na olovenej polici a potom utesnený epoxidovou živicou okolo nej na ochranu vnútorného jadra drôtu, takže LED má dobrú odolnosť proti nárazom. Základnou časťou diódy vyžarujúcej svetlo je doštička zložená z polovodičov typu p a polovodiča typu n a medzi polovodičom typu p a polovodičom typu n existuje prechodová vrstva medzi polovodičom typu p a polovodičom typu N, nazývaným pn spojka. V PN spojení niektorých polovodičových materiálov, keď sa vstreknuté menšinové nosiče rekombinujú s väčšinovými nosičmi, prebytočná energia sa uvoľňuje vo forme svetla, čím sa priamo premieňa elektrická energia na svetelnú energiu. Keď sa reverzné napätie aplikuje na križovatku PN, je ťažké pre menšinové nosiče vstreknúť, takže nevydáva svetlo. Tento druh diódy vyrobený princípom vstrekovania elektroluminiscencie sa nazýva dióda vyžarujúca svetlo, všeobecne známa ako LED. Keď je v prednom pracovnom stave (to znamená, že napätie vpredu sa aplikuje na oba konce), keď prúd prúdi z LED anódy do katódy, polovodičový kryštál vyžaruje svetlo rôznych farieb od ultrafialového po infračervené a intenzita svetla súvisí s prúdom.
Technické vlastnosti
1) 3535 SMD LED fialové svetlo prijíma zapuzdrenie skla a poniklovaný zliatinový plášť, ktorý ďalej zlepšuje svetelnú účinnosť fialového svetla, znižuje útlm fialového svetla a predlžuje životnosť. 2) Oba kolíky sú pozlátené. 3) Vysoká svetelná intenzita. 4) Kvalita je stabilná a spoľahlivá.
Vlnová dĺžka zdroja svetla
1. Fialová: 405nm - čistá fialová 400nm - tmavo fialová 2. Takmer ultrafialové svetlo 395nm - červenkasté tmavo fialové UV-a typ ultrafialové svetlo 3, 370nm - takmer neviditeľné svetlo, ktoré ukazuje tmavú farbu, keď je filtrované dreveným sklom Tmavo fialová. 4. Ultrafialové svetlo (UV) sterilizačná lampa λρ=254nm alebo 253,7nm, bodový svetelný zdroj λρ=365nm, tvorba ozónu pod λρ = 185nm - vákuové ultrafialové (uv-v), vlnová dĺžka 100-200nm - ultrafialové s krátkymi vlnami (uv-c), vlnová dĺžka je 200-280nm - stredná vlna ultrafialová (uv-b), vlnová dĺžka je 280-315nm - dlhá vlna ultrafialová (uv-a), vlnová dĺžka je 315-380nm - viditeľné svetlo), vlnová dĺžka je 400 - 760nm
Vývojový prípad
Americkí vedci úspešne vyrobili ultrafialové svetelné diódy (LED) s vlnovou dĺžkou 255 nm a výkonom 0,57 w a vlnovou dĺžkou 250 nm a výkonom 0,16 w. Zariadenie ešte nebolo zabalené a tím dúfa, že zvýši úroveň výkonu o faktor 3 až 5 prostredníctvom lepenia flip-chipov. Ultra-hlboký ultrafialový (uduv) svetelný zdroj v tomto pásme môže v budúcnosti nahradiť ortuťové žiarovky ako zdroj excitačného svetla pre biologické a chemické senzory. Asif Khan a kol. z University of South Carolina pestovali vysoko kvalitné alganové vrstvy obsahujúce až 72% hliníka a používali ich ako obklady v svetelných diódových štruktúrach na výrobu uduv komponentov. Pomocou zafíru ako substrátu LED výskumníci uložili aln tlmivú vrstvu ako prvú vrstvu, po ktorej nasledovala desaťvrstvová aln / algan superlattice, po ktorej nasledovalo 1,4-mikrónové hrubé al0,72ga0.28n dávkové obloženie. Tím uviedol, že alganová vrstva s obsahom hliníka 72% bola zvolená tak, aby bol materiál stále transparentný pri vlnovej dĺžke 250 nm a táto vrstva je kľúčom k určeniu výkonu komponentu. Aktívna oblasť obsahuje tri kvantové vrty a emisnú vlnovú dĺžku je možné nastaviť medzi 250 a 200 nm zmenou obsahu hliníka. Výskumníci testovali modul s rozlohou 200 štvorcových mikrónov s vlnovou dĺžkou 255 nm a modul s rozlohou 150 štvorcových mikrónov s vlnovou dĺžkou 250 nm za pulzných predpojatých podmienok. Excitačné prúdy zodpovedajúce maximálnemu výstupnému výkonu oboch boli 200ma a 300ma. , vonkajšia kvantová účinnosť emitora je 0,015 % a 0,01 %.
Pole aplikácie
Diódy vyžarujúce UV svetlo sú široko používané v: kovových trhlinách, detekcii trhlín, fotokatalystnom zdroji svetla, zariadení na detekciu a počítanie meny, priemysle proti falšovaniu a lekárskemu meraniu a biometrickej bezpečnostnej detekcii, detekcii hydraulického netesnosti a ďalších oblastiach.
Vyhliadky
Vysoko výkonné hlboko ultrafialové diódy vyžarujúce svetlo s vlnovými dĺžkami medzi 220nm a 350 nm sa široko používajú pri sterilizácii, čistení vody, lekárskej úprave, optickom zázname s vysokou hustotou, vysokofarebnom vykresľovacom LED osvetlení a vysokorýchlostnom rozklade a úprave znečisťujúcich látok. Doteraz sú UV lasery a plynové lampy s plynovými a pevnými médiami, ako sú excimerové lasery a rôzne frekvenčné zdvojnásobujúce lasery, hlavným prúdom hlbokých ultrafialových svetelných zdrojov, ale majú nevýhody veľkej veľkosti, krátkej životnosti a vysokej ceny, ktoré je ťažké prakticky aplikovať. Použitie polovodičových hlboko-ultrafialových LED diód s vysokým jasom a hlbokých ultrafialových ldov môže dosiahnuť miniaturizáciu a získať lacný, efektívny a dlhotrvajúci ultrafialový svetelný zdroj a perspektíva aplikácie je širšia.
