Ультрафиолетовые светодиоды

Области применения светоизлучающих диодов не ограничиваются видимой областью спектра. Для получения коротковолнового электромагнитного излучения используются ультрафиолетовые светодиоды.

Ультрафиолетовые (УФ) лучи – это электромагнитное излучение в диапазоне длин волн от 10 нм до 400 нм, что соответствует области спектра между рентгеновским излучением и видимым светом. Ультрафиолет присутствует в излучении солнца, однако лучи с длиной волны менее 300 нм практически полностью поглощаются озоновым слоем Земли.

Области применения

Сферы использования УФ излучения различны: медицина, промышленность, криминалистика, детекторы подлинности, УФ принтеры и пр.

Одним из примеров применения УФ в медицине, а в частности в стоматологии, является всем известная световая пломба. Она изготавливается из специального композита, который твердеет под действием УФ излучения.

Метод УФ отверждения широко используется и в промышленности. Существуют различные компаунды и клеи, которые полимеризуются под действием УФ лучей, тем самым ускоряя цикл производства, по сравнению с веществами, которые необходимо длительное время выдерживать на воздухе для полного отверждения. На этом же принципе работают УФ принтеры, только вместо компаунда – УФ-отверждаемая краска.

Способность УФ излучения убивать бактерии и другие микроорганизмы обуславливает его применение для целей дезинфекции. Метод очистки воды с использованием ультрафиолета позволяет без влияния на ее вкусовые свойства (в отличие от хлора) умертвить бактерии и вирусы. Для дезинфекции воздуха в помещении используются так называемые «кварцевые» лампы, которые излучают в диапазоне 205—315 нм.

Криминалистам ультрафиолет помогает обнаруживать следы крови в помещении и на одежде преступников. Для обличения взяточников денежные купюры метят специальной краской, видимой только при ультрафиолетовом свете.

Источники ультрафиолета

Традиционно для получения ультрафиолетового излучения использовались ртутные газоразрядные лампы, однако в настоящее время их постепенно вытесняют УФ светодиоды. Пока это касается только ближней области УФ диапазона 300…400 нм. Однако в лабораторных условиях уже получены светодиоды с длиной волны 210 нм и исследования в этой области продолжаются.

Принцип действия ультрафиолетовых светодиодов такой же, как у светоизлучающих диодов, работающих в видимой области спектра, но для их изготовления применяются такие материалы как нитриды алюминия галлия индия, а также нитрид бора.

В ближней области ультрафиолетового диапазона, граничащей с видимым светом, светодиоды уже стали достаточно дешевы, и уже несколько лет в широкой продаже можно встретить различные УФ фонари, которые излучают ультрафиолет длиной волны 365-395 нм, а также детекторы подлинности денежных банкнот и прочие световые приборы.

УФ светодиоды могут быть выполнены как в стандартных корпусах индикаторных светодиодов при малой мощности (рисунок 1), так и в корпусе «эмиттер» (рисунок 2) для мощностей 1 и 3 Вт, а также в других стандартных корпусах (рисунок 3), использующихся при производстве мощных светодиодов.

Диапазон длин волн УФ светодиодов в широком доступе обычно составляет 365…410 нм.

Электрические параметры УФ светодиодов близки к параметрам белых:

• прямое падение напряжения 3…4 В;
• номинальные рабочие токи — 20 мА (для маломощных), 350 и 700 мА и больше (для мощных).

Стандартные токи позволяют использовать стандартные источники питания при разработке и изготовлении ультрафиолетовых световых приборов.