V rôznych oblastiach moderného života je nevyhnutné získavať nízkoenergetické UV žiarenie. To:
- zdravotnícke vybavenie, vč. vytvrdzovanie zubných výplní pod vplyvom ultrafialového žiarenia;
- kozmetológia, kde sa ultrafialové svetlo používa ako prostriedok na vytvrdzovanie lakov;
- zariadenia na chemické sušenie rôznych zmesí (príklad je uvedený na obrázku 1);
- skenery na zisťovanie pravosti účtov a dokumentov;
- skleníky, kde ultrafialové svetlo stimuluje rast rastlín.
Klasické žiarovkové zdroje ultrafialového žiarenia majú neuspokojivé hmotnostné a rozmerové charakteristiky a spotrebúvajú vysoký výkon. Ako ich účinná výmena v posledných rokoch sa rozšírili UV LED, ktoré neobsahujú tieto nevýhody a navyše sa líšia v ľahkosti použitia.
Princíp činnosti a charakteristiky
Princípy činnosti ultrafialového svetla emitujúceho diódu (LED) a LED viditeľného rozsahu vlnových dĺžok sú identické. Zariadenia obsahujú pn-prechod, cez ktorý prechádza jednosmerný prúd. Počas jeho prechodu sa nosiče náboja nachádzajú na vysokých energetických úrovniach polovodičovej štruktúry. Ich prechod na nižšie úrovne s vhodným prevedením sprevádza generovanie ľahkých kvant.
Keď je štruktúra tvorená prísadami hliníka, gália, india a iných prvkov vzácnych zemín, je zvolená vzdialenosť medzi radiačnými prechodmi takže žiarenie je v neviditeľnom rozmedzí vlnových dĺžok blízkych ultrafialovému žiareniu (zvyčajne v spektrálnom rozmedzí od 100 do 400 nm) nm).
Popísaný princíp činnosti okamžite určuje zoznam parametrov, ktoré sú normalizované pre ultrafialovú LED. V pase je uvedené:
- pracovná vlnová dĺžka, niekedy doplnená šírkou spektrálnej čiary;
- maximálny svetelný tok udávaný v lúmenoch pre zdroje s vysokou clonou alebo uvedený v kandelách (pomer toku k pevnému uhlu) v prípade smerového žiarenia;
- maximálny dopredný prúd;
- dopredné napätie.
Vďaka použitiu špeciálnej štruktúry pn-križovatka je dopredné napätie na UV diódach zvyčajne zreteľne vyššie v porovnaní s bežnými a niekedy dosahuje 5 V.
Prevádzková doba diódy je niekoľko desiatok tisíc hodín, typický teplotný rozsah je od -20 do + 100 ° С.
Štrukturálny výkon
Z dôvodu minimalizácie rozsahu komponentov sa ultrafialové LED vyrábajú v štandardných prípadoch, čo zároveň pomáha:
- vyriešiť problém polarity v dôsledku prítomnosti kľúčového výčnelku;
- zabezpečiť potrebný odvod tepla a prvky vysokými doprednými prúdmi za predpokladu, že sa použije kovové puzdro.
Pre nízkoenergetické žiariče sa používa lacnejšie plastové puzdro, ako je to znázornené na obrázku 2.
Najčastejšie diódy majú prívodné vodiče, zatiaľ čo SMD majú páskové vodiče. Posledná možnosť je uvedená na obrázku 3.