Op verschillende gebieden van het moderne leven wordt het nodig om UV-straling met een laag vermogen te verkrijgen. Het:
- medische apparatuur, incl. tandvullingen verharden onder invloed van ultraviolette straling;
- cosmetologie, waar ultraviolet licht wordt gebruikt als middel om vernis te verharden;
- installaties voor het chemisch drogen van verschillende samenstellingen (een voorbeeld wordt getoond in figuur 1);
- scanners om de authenticiteit van rekeningen en documenten te bepalen;
- kassenbouwbedrijven waar ultraviolet licht de plantengroei stimuleert.
Klassieke lampbronnen van ultraviolette straling hebben onbevredigende kenmerken van gewicht en afmeting en verbruiken een hoog vermogen. Als effectieve vervanging in de afgelopen jaren zijn UV-leds wijdverspreid geworden, die vrij zijn van deze nadelen en bovendien verschillen in gebruiksgemak.
Werkingsprincipe en kenmerken
De werkingsprincipes van een ultraviolet licht emitterende diode (LED) en LED van het zichtbare golflengtebereik zijn identiek. De apparaten bevatten een pn-overgang waardoor een gelijkstroom wordt geleid. Tijdens de passage ervan bevinden ladingsdragers zich op hoge energieniveaus van de halfgeleiderstructuur. Hun overgang naar lagere niveaus, met de juiste uitvoering, gaat gepaard met het genereren van lichtquanta.
Wanneer de structuur wordt gevormd door toevoegingen van aluminium, gallium, indium en andere zeldzame aardelementen, wordt de afstand tussen de stralingsovergangen geselecteerd zodat de straling zich in het onzichtbare bijna-UV-golflengtebereik bevindt (meestal het spectrale bereik van 100 tot 400 nm).
Het beschreven werkingsprincipe bepaalt onmiddellijk de lijst met parameters die zijn genormaliseerd voor ultraviolette LED. Het paspoort geeft aan:
- werkgolflengte, soms aangevuld met de breedte van de spectraallijn;
- maximale lichtstroom, aangegeven in lumen voor bronnen met hoge apertuur, of in candellas (verhouding flux-tot-ruimtehoek) in het geval van gerichte straling;
- maximale voorwaartse stroom;
- voorwaartse spanning.
Door het gebruik van een speciale pn-junctiestructuur is de voorwaartse spanning op UV-diodes meestal merkbaar hoger in vergelijking met conventionele diodes en bereikt soms 5 V.
De bedrijfstijd van de diode is enkele tienduizenden uren, het typische temperatuurbereik is van -20 tot + 100 ° С.
Structurele prestaties
Om het aantal componenten te minimaliseren, worden ultraviolette LED's geproduceerd in standaardkoffers, wat tegelijkertijd helpt:
- het probleem van polariteit oplossen door de aanwezigheid van een sleuteluitsteeksel;
- zorgen voor de nodige warmteafvoer en elementen met hoge voorwaartse stromen, mits een metalen behuizing wordt gebruikt.
Voor emitters met een laag vermogen wordt een goedkopere plastic behuizing gebruikt, zoals weergegeven in figuur 2.
De meest voorkomende diodes hebben aansluitdraden, terwijl SMD's lintsnoeren hebben. De laatste optie wordt getoond in figuur 3.