Ультрафіолетове світло знаходиться між видимим і рентгенівським спектрами. Діапазон довжини хвилі ультрафіолетового випромінювання визначається як від 10 нм до 400 нм; однак багато оптоелектронних компаній також вважають, що довжини хвиль до 430 нм знаходяться в УФ-діапазоні. Ультрафіолетове світло отримало свою назву через «фіолетовий» колір, який він виробляє у видимій частині спектра, хоча більша частина виходу УФ-світла невидима для людського ока.
Колірний спектр виділення UV-A, UV-B і UV-C
Ультрафіолетові світлодіоди відбулися надзвичайного зростання за останні кілька років. Це є результатом не лише технологічних досягнень у виробництві твердотільних ультрафіолетових пристроїв, а й постійно зростаючого попиту на екологічно чисті методи виробництва ультрафіолетового світла, серед якого в даний час переважають ртутні лампи. Поточна пропозиція ультрафіолетових світлодіодів на ринку оптоелектроніки складається з продуктів приблизно від 265 нм до 420 нм з різними стилями корпусу, включаючи наскрізний отвір, поверхневе кріплення та COB (Chip-On-Board). Існує багато унікальних застосувань для УФ світлодіодних випромінювачів; проте кожен з них значною мірою залежить від довжини хвилі та вихідної потужності. Загалом, ультрафіолетове світло для світлодіодів можна розділити на 3 загальні області. Вони класифікуються як UV-A, UV-B і UV-C. (Дивіться діаграму нижче)
Застосування Пристрої «верхнього» типу UVA доступні з кінця 1990-х років. Ці світлодіоди традиційно використовуються в таких програмах, як виявлення або перевірка підробок (валюта, водійські права, документи тощо) і криміналістична експертиза (розслідування місця злочину). Вимоги до вихідної потужності для цих застосувань дуже низькі, а фактичні використовувані довжини хвиль знаходяться в діапазоні 390-420 нм. Нижчі довжини хвилі в той час не були доступні для виробничого використання. Завдяки довговічності на ринку та простоті виготовлення світлодіоди цього типу легко доступні з різних джерел і є найдешевшими серед усіх УФ-продуктів. Найбільше зростання за останні кілька років відбулося в області «середніх» компонентів UVA LED. Більшість застосувань у цьому діапазоні довжин хвиль (приблизно 350 нм – 390 нм) стосуються УФ-затвердіння як комерційних, так і промислових матеріалів, таких як клеї, покриття та чорнила. Світлодіоди мають значні переваги перед традиційними технологіями затвердіння, такими як ртуть або флуоресцентні лампи, завдяки підвищеній ефективності, меншій вартості володіння та мініатюризації системи. Тенденція до використання світлодіодів для полімеризації зростає, оскільки ланцюжок поставок постійно намагається прийняти світлодіодну технологію. Хоча вартість цього діапазону довжин хвиль значно вища, ніж верхня область UVA, швидкий прогрес у виробництві, а також збільшення обсягів неухильно знижують ціни. «Нижній» діапазон UVA та «верхній» діапазон UVB (приблизно 300 нм – 350 нм) є останньою новиною на ринку. Ці пристрої мають потенціал для використання в різноманітних застосуваннях, включаючи УФ-отвердіння, біомедицину, аналіз ДНК та різні типи зондування. Існує значне перекриття у всіх 3 УФ спектральних діапазонах; Тому слід враховувати не тільки те, що найкраще для застосування, але й те, яке є найбільш економічно ефективним рішенням, оскільки чим менше довжина хвилі, тим вища вартість світлодіода. «Нижній» діапазон UVB і «верхній» діапазон UVC (приблизно 250 нм – 300 нм) – це область, яка все ще знаходиться в зародковому стані, проте існує великий ентузіазм і попит на цей продукт у системах очищення повітря та води. На даний момент є лише кілька компаній, які здатні виробляти УФ світлодіоди в цьому діапазоні довжин хвиль, і навіть менша кількість компаній, які виробляють продукцію з достатнім терміном служби, надійністю та характеристиками. Як наслідок, витрати на пристрої в діапазоні UVC/B все ще дуже високі і можуть бути непомірними в деяких випадках. Впровадження першої комерційної системи дезінфекції на основі UVC LED у 2012 році допомогло просунутися на ринок туди, де багато компаній зараз серйозно шукають світлодіодні продукти. Заходи обережності. Поширене запитання щодо ультрафіолетових світлодіодів: чи становлять вони якісь ризики для безпеки? Як описано вище, існують різні рівні ультрафіолетового світла. Одним з найбільш часто використовуваних і знайомих джерел для отримання ультрафіолетового випромінювання є «чорна лампочка». Цей продукт десятиліттями використовувався для створення освітлювального або флуоресцентного ефекту на певних типах плакатів, а також для інших застосувань, таких як автентифікація картин і валют. Світло, яке виробляється за допомогою Understanding Ultraviolet LED Applications and Precamers
ці лампи зазвичай знаходяться у «верхньому» спектрі UVA, який за довжиною хвилі найближчий до видимого діапазону з відносно низькою енергією. Ця частина спектру UVA є найбезпечнішою з трьох різних спектрів ультрафіолетового світла, хоча високе опромінення пов’язують з раком шкіри у людей, а також іншими потенційними проблемами, такими як прискорення старіння шкіри. Світлодіоди (на відміну від звичайних ламп розжарювання або флуоресцентних ламп) також дуже спрямовані з дуже вузькими кутами огляду. Дивлячись безпосередньо в ультрафіолетовий світлодіод може бути шкідливим для очей. Краще обмежити вплив продуктів, що виробляють UVA. UVC і більша частина спектрів UVB світла в основному використовуються для бактерицидних і стерилізаційних цілей. Світло, що виробляється на цих довжинах хвиль, не тільки шкідливе для мікроорганізмів, але й небезпечно для людей та інших форм життя, які можуть з ним контактувати. Ці світлодіодні лампи завжди повинні бути екранованими і ніколи не бути видимими неозброєним оком, навіть якщо може здатися, що від пристрою виходить мало світла або зовсім не виходить. Вплив цих довжин хвиль може спричинити рак шкіри та тимчасову або постійну втрату або погіршення зору. Усі УФ-пристрої повинні мати попереджувальні етикетки, подібні до наклейки, показаної нижче (надається Marktech Optoelectronics). Крім того, перед покупкою UVC або UVB світлодіодів багато виробників вимагають, щоб кожен клієнт підписав документ, в якому зазначається, що вони розуміють і погоджуються із застереженнями щодо використання та поводження з цими продуктами.
Малюнок 3, Схема стандартного світлодіода.
Вінсент К. Форте – січень 2014. Вінсент – головний технологічний директор компанії Marktech Optoelectronics в Летамі, Нью-Йорк. Він працює в області оптоелектроніки майже 30 років і є автором або співавтором кількох статей, що стосуються світлодіодної технології. Багато значних удосконалень у світлодіодах та їх застосуванні є прямим результатом вхідних даних і практичного досвіду Vincent
