Ультрафиолетовые светодиоды: характеристики, предназначение

Работа светодиодов не заканчивается созданием видимого светоизлучения. Существуют специальные ультрафиолетовые светодиоды, излучающие короткие электромагнитные волны. Показатель излучения ультрафиолета имеет значение 10–400 нм. Такой предел находится между видимым зрению светом и рентгеновскими лучами. Солнце тоже излучает УФ лучи, но все они с длиной меньше чем 300 нм не проходят сквозь озоновый слой.

Что такое УФ светодиоды?

Раньше для получения УФ лучей применяли газоразрядные лампы с добавлением ртутных паров. Они довольно опасные, поэтому их постепенно начали заменять ультрафиолетовыми светодиодами. Сейчас во всех приборах используются светодиоды, длина ультрафиолетовых лучей которых составляет 300–400 нм. Но уже разработаны светодиоды, излучающие волну длиной 210 нм.

Работают УФ светодиоды точно так же, как и их светоизлучающие аналоги. Различие только в составляющих компонентах, где применяется нитрид галлия, бора, алюминия и индия.

УФ светодиоды с длиной волны 365–395 нм сейчас уже не дорогие. Их применяют в различных фонариках, детекторах денежных купюр и др.

Маломощные УФ светодиоды производятся в традиционном для этого изделия корпусе. Может быть использована модель корпуса «эмиттер» для изделия мощностью 1–3 Вт. Мощным светодиодам присуща своя классическая модель корпуса. Для широкого пользования доступны изделия с длиной волны от 365 до 410 нм.

Электрические показатели светодиодов с белым и ультрафиолетовым излучением совпадают:

  • диапазон падения напряжения составляет от 3 до 4 вольт;
  • рабочий ток маломощных изделий составляет 20 мА, а для мощных аналогов этот показатель колеблется от 350 до 700 мА.

Одинаковая рабочая величина тока позволяет работать всем светодиодам от одних и тех же источников питания.

Область применения УФ светодиодов

Под воздействием ультрафиолетовых лучей имеют способность отвердевать некоторые виды полимеров. На другом языке это называется полимеризацией. Материал обладает некой фоточувствительностью. При попадании на него УФ волны длиной от 365 до 395 нм полимер приобретает определенную степень твердости. Это открытие сделало прорыв в области стоматологии. Многие, наверное, уже ставили себе пломбы из фотополимера. После того как врач замазывает высверленное в зубе отверстие пастой, он надевает специальные очки и вставляет в рот пациенту пистолет со светящейся лампочкой на конце. Вот это и есть тот самый ультрафиолетовый излучатель, от которого твердеет пломба.

Другим примером являются детекторы денежных купюр, используемые работниками банков. УФ луч является своеобразным зрением машины, проверяющим денежные знаки. Причем светодиоды имеют преимущество перед ртутными лампами, так как показывают более точные результаты в сильно освещенных помещениях.

Для медицинских целей производят много приборов, используемых в светотерапии, излучающих ультрафиолетовые лучи длиной 280–315 нм. С их помощью в организме человека вызывают синтез витамина D. Аналогичные приборы разработаны для судмедэкспертизы и производителей, занимающихся изготовлением медикаментов.

Салоны красоты давно уже пользуются специальными лампами для сушки ногтей. Под воздействием ультрафиолетовых лучей застывают особые составы лаков, используемых при нанесении маникюра.

Ученые открыли, что при воздействии на растения УФ лучей ускоряется выработка специального вещества полифенола. Оно обладает антиоксидантными свойствами, плюс добавляет привлекательности, например, овощам. В связи с этим лампы с УФ лучами стали использовать в теплицах для ускорения роста растений. Торговая сфера и производители нашли способ придавать привлекательность определенным видам продуктов питания без воздействия химпрепаратов.

Приборы с длиной УФ излучения 250–275 нм применяются для стерилизации воздуха в помещении и питьевой воды. Лучи способны разрушит ДНК микроорганизмов, не предоставляя им возможности дальнейшего размножения.

Мы рассмотрели только несколько вариантов применения ультрафиолетовых светодиодов. Существует еще множество других приборов, и с каждым годом они становятся востребованы.

electrifix.ru

Каталог самых мощных ультрафиолетовых фонарей

Одной из наиболее важных характеристик любого
ультрафиолетового фонаря является мощность излучаемого им светового потока. Именно
данный показатель фонарика на ряду с длиной волны света определят возможность
эффективной засветки небольших флуоресцентных элементов исследуемых объектов.
Кроме того, от мощности зависит дальнобойность светового прибора.

Что можно обнаружить
с помощью мощного ультрафиолетового фонарика

В зависимости от длины волны UV потока,
которая может варьироваться в пределах от 365 до 405 нм, мощные
ультрафиолетовые фонари могут применяться для решения самых разнообразных
задач, включая:

  • проверку подлинности денежных
    банкнот, ценных бумаг и различных документов;
  • поиска янтаря и драгоценных
    камней;
  • неразрушающего промышленного
    контроля;
  • обнаружения следов биологических
    жидкостей и так далее.

При этом самые мощные модели УФ фонарей предназначаются,
прежде всего, для профессионального использования, например, дефектоскопии и
различных исследований в области криминалистики, то есть в тех случаях, когда
необходима наиболее качественная засветка флуоресцентных материалов.

Особенности УФ
фонарей высокой мощности

Главная особенность большинства световых
приборов с сильным ультрафиолетовым излучением  заключается в том, что их реальную мощность невозможно определить по яркости света. Не воспринимает человеческий глаз даже самый яркий ультрафиолетовый свет, если его длина волны ниже 385 нм. Поэтому имейте в виду, что ярко будут светить только УФ светодиоды, где спектр находится в районе 395 нм — это граница ультрафиолетового и обычного фиолетового света. Такие фонари могут иметь дальнобойность и 30 и 50 метров ВИДИМОГО света. А ультрафиолет в 365 нм будет восприниматься как не яркий белый. На такой свет даже зрачек в глазе не реагирует.

И еще — любой УФ фонарик больше 5W считается мощным. Чтобы превысить этот показатель производители в дорогих моделях ставят нескольких светодиодов,
совокупная работа которых и обеспечивает формирование яркого светового потока.
В зависимости от особенностей конструкции таких светодиодов может быть от двух
до пяти (не путать с дешевыми моделями, где бывает и 51 и 100 слабых светодиодов) , а их совокупная мощность может составлять до 18 Ватт.

Что касается корпуса, то каких-либо дополнительных
особенностей мощные UV фонарики по сравнению со световыми приборами меньшей силы не
имеют, за исключением того, что изготавливаться только в алюминиевом
водонепроницаемом корпусе (чтобы обеспечить хороший теплоотвод), иметь радиатор в районе головы и используют в
качестве элементов питания не традиционные батарейки АА или ААА, а только мощные, перезаряжаемые аккумуляторы формата 18650. Один такой аккумулятор имеет емкость как 5-7 пальчиковых батареек.

В нашем интернет-магазине представлен большой выбор
ультрафиолетовых фонарей высокой мощности, заказать которые можно по интернету
по наиболее выгодным на рынке ценам. Вся продукция соответствует современным
нормам качества, а в имеющемся ассортименте найдутся модели для решения любых
задач.

ultrafiolet.guru

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.

Рисунок 1

Рисунок 2

Рисунок 2

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.

le-diod.ru

Ультрафиолетовые светодиоды

Ультрафиолетовый (UV) светодиод представляет собой полупроводниковый прибор, спектр излучения которого лежит в диапазоне длин волн от 100 до 400 нм. Этот диапазон не виден человеческому глазу и находится между видимой частью спектра и рентгеновским излучением. Воздействие ультрафиолетового света на различные материалы настолько разнообразно, что сферы применения UV-источников света распространяются на обычную или пищевую промышленность, медицину, косметологию, банковское дело или криминалистику.

Принцип работы

В основе физического принципа работы ультрафиолетового светодиода лежит способность полупроводникового перехода излучать свет при прохождении через него постоянного тока определенной величины. Яркость свечения регулируют изменением силы тока, а диаграмму направленности формирует вторичная оптика светильника или линза, расположенная непосредственно над светоизлучающим кристаллом.

Появление светодиода с ультрафиолетовым свечением стало возможным после разработки в 1993 году светодиода синего света на основе нитрида галлия (GaN). Сюдзи Накамура, инженер компании Nichia, получил за эту работу Нобелевскую премию по физике.

Особенностью работы мощных ультрафиолетовых светодиодов, так же как и их аналогов видимой части спектра, выступает проблема отвода тепла от излучающего кристалла. Эта особенность связана с низким коэффициентом полезного действия светоизлучающего полупроводникового перехода, величина которого практически не превышает 50%.

Технические параметры UV-светодиодов

За небольшим исключением, технические характеристики светодиодных источников света с ультрафиолетовым излучением повторяют параметры светодиодных кристаллов видимой части спектра. К основным параметрам UV-светодиодов относятся следующие характеристики:

  • длина волны излучаемого света лежит в пределах от 100 до 400 нм. Этот параметр указывается в паспорте осветительного прибора и выступает ориентиром для разных сфер применения.
  • световой поток служит основной характеристикой светодиодного кристалла и напрямую связан с его мощностью. Световой поток измеряют в люменах, но для светодиодов с узкой диаграммой направленности иногда указывают силу света — световой поток деленный на телесный угол. Измеряется сила света в канделах.
  • номинальный рабочий ток указывается для паспортной мощности светодиода и служит для расчета параметров блока питания (драйвера).
  • прямое напряжение показывает падение напряжения питания на светодиоде в открытом (светящемся) состоянии. Для ультрафиолетовых изделий составляет величину от 3 до 4,5 вольт.

Такие параметры светодиодных источников видимого света, как коэффициент пульсации, индекс цветопередачи и цветовая температура, дляультрафиолетовых изделий не актуальны.

Варианты исполнения

Корпус светодиода с UV-излучением зависит от назначения прибора и его мощности. Для маломощных светодиодных источников света используются металлические корпуса TO-18 или TO-39 с плоскими или полусферическим линзами.

Также доступны стандартные круглые корпуса со сферической линзой.

Корпуса для мощных светодиодных источников света ультрафиолетового спектра выполняют функцию отвода тепла и их исполнение более разнообразно. Один из наиболее распространенных вариантов — стандартный корпус Emitter предназначенный для прямого монтажа, так же как и специализированные SMD корпуса для монтажа на поверхность.

Сферы применения

Области применения светодиодов с ультрафиолетовым спектром излучения гораздо шире, чем у обычных светодиодов видимого спектра и чаще всего связаны с заменой классических источников ультрафиолетового излучения:

  • в медицине ультрафиолетовые светодиоды служат для целей дезинфекции или как источник затвердевания композитных пломб в стоматологии;
  • промышленной областью применения ультрафиолетовых источников света выступает процесс ускоренной полимеризации клеев и компаундов, чувствительных к UV-части спектра;
  • в банковском деле ультрафиолет служит индикатором подлинности банкнот, а в криминалистике обнаруживает следы крови или следы специальной краски на меченых купюрах для дачи взяток;
  • обеззараживание воздуха с помощью ультрафиолетовых лучей широко применяется в косметологии или медицине;
  • кратковременное облучение УФ-лучами тепличных овощей способствует выработке полифенолов, которые имеют антиоксидантные свойства.

Исследования в области применения ультрафиолетовых светодиодов продолжаются и новые сферы их применения не заставят себя долго ждать.

Читайте так же

ledjournal.info

Ультрафиолетовые светодиоды

Профессора Исаму Акасаки, Хироши Амано и Суджи Накамура получили Нобелевскую премию по физике в середине декабря 2014 года за их прорыв, который позволил создать синие светодиоды. В частности, профессор Амано и его команда в Нагойском университете интенсивно работали в течение последних нескольких лет над дальнейшим развитием ламп на основе полупроводников. Они оказали консультационные услуги японской фирме Nikkiso Co. Ltd. по дизайну первых ультрафиолетовых светодиодов (DUV-LEDs). Эти новые источники света покрывают длины волн от 255 до 350 нм, которые ранее было невозможно генерировать с помощью светодиодов. Области применения включают биотехнологии, медицину, экологические и промышленные технологии. Права на маркетинговую деятельность в Европе принадлежат дочерней компании Nikkiso Lewa GmbH, которая впервые представила эту технологию в Европе вместе с Nikkiso на Electronica 2014 в Мюнхене.

RayVio Corp., передовая компания, занимающаяся вопросами медицины и гигиены, выпускает первый в отрасли УФ-светодиод мощностью 60 мВт. Прорыв в производительности от серии XP делает использование ультрафиолетовых светодиодов для важнейших медицинских и общественных решений здравоохранения реальностью.

Компания Hongli Zhihui Group (Honglitronic), лидер в производстве светодиодных компонентов в Китае, выпускает светодиод UVC G6060 (275-285 нм), который представляет собой новый CMH ультрафиолетовый светодиод с высокой надежностью: 15% снижение потока при 10000 часов старения. UVC G6060 имеет герметичный корпус, способный отвечать американскому военному стандарту MIL-STD-883, с высокой коррозионной стойкостью и длительным сроком службы. Применение: стерилизация, дезинфекция.

Lumileds представила Luxeon UV U1 LED для УФ-отверждения, детектирования купюр, аналитических приборов, в инспекциях и других применениях, требующих ультрафиолет и фиолетовый свет (380-420 нм). Это третье поколение УФ-светодиодов поддерживает тот же размер микрокорпуса, что и Luxeon Z UV, но обеспечивает более высокую удельную мощность.

Продолжая исследования в области технологии изготовления синих светодиодов, японские физики из научной лаборатории Nippon Telegraph and Telephone Corporation (NTT) изготовили светодиод, излучающий свет в ультрафиолетовом диапазоне спектра излучения. Это стало очередным прорывом в технологии твердотельных источников излучения. Доктор Йошитака Таниясу (Yoshitaka Taniyasu) и его коллеги создали светодиод на базе нитрида алюминия, который излучает в ультрафиолетовом диапазоне спектра с длиной волны 210 нм.

led-displays.ru

LG Innotek создала первые в мире ультрафиолетовые светодиоды мощностью 100мВт

На днях южнокорейская компания LG Innotek объявила о создании первых в мире светоизлучающих диодов с ультрафиолетовым С диапазоном мощностью 100 милливатт. По прогнозам экспертов, разработки UV-C LED аналогичной мощности должны были быть успешно завершены к 2020 году. Инновационный продукт, представленный LG Innotek, опередил прогнозы на два года.

Зачем?

UV-C LED излучает ультрафиолетовый свет с короткой длиной волны, которая варьирует от 200 до 280 нанометров (нм). Такая световая волна называется «глубокий ультрафиолет». Она обладает способностью разрушения ДНК бактерий и обусловливает химические реакции со специальными материалами. Такой свет используется для стерилизации и полимеризации с приданием дополнительной прочности инструментам и девайсам. UV-C LED излучает ультрафиолетовые волны с длиной в пределах 278 нм.

Первые в мире УФ светодиоды, с мощностью излучения 100мВт

Светоизлучающие диоды с ультрафиолетовым С-диапазоном обладают потенциалом существенного наращивания стерилизационной мощности, с высоким уровнем светового излучения. Проблема заключается в невозможности обеспечить стабильность качества излучения в связи с повышением теплового выделения. Ведущие компании мира планируют выйти на рынок светоизлучающих диодов с ультрафиолетовым С-диапазоном мощностью 100 милливатт к 2020 году.

Технология

Для максимизации уровня светового излучения и преодоления технологических ограничений, компания LG Innotek использовала эпитаксиальные структуры и технологию вертикальных чипов. Это позволило нарастить мощность УФ-излучения и повысить стабильность качественных характеристик. Ресурс UV-C LED мощностью 100 милливатт, разработанный компаний LG Innotek, составляет 10000 часов.

Учитывая возможности установок с использованием UV-C LED мощностью 100 милливатт в обеспечении обеззараживания воды и даже воздуха, продукт LG Innotek может быть широко использован в домашнем хозяйстве и во многих бытовых приборах – от очистителей воды и воздуха до систем кондиционирования зданий и автомобилей, а также в промышленных системах очистки воды.

Важно знать. Не путайте потребляемую мощность светодиода и мощность излучаемого светового потока (Radiated power).

Традиционные UV-C LED, с мощностью светового потока 1-2 милливатт, используются в компактных стерилизаторах и небольших бытовых приборах. Области их практического применения из-за слабой мощности ограничены.

Сейчас компания LG Innotek ведет переговоры с мировыми компаниями по расширению использования UV-C LED и с глобальном повышении потребностей на мощные светодиоды. Ожидается, что спрос на UV-C LED, мощностью 100мВт, также будет расти.

Компания LG Innotek имеет конкурентные технологические преимущества над японскими производителями и намерена стать мировым лидером на рынке продукции, с использованием светодиодов с УФ-излучением. Это проявляется в создании, например, светодиодных модулей для стерилизации аэраторов кранов очистителей воды и стерилизаторов поручней эскалаторов.

По данным маркетингового исследования, ожидается, что к 2020 году объем рынка светодиодов с УФ-излучением более чем утроится и вырастет с $166 млн. в 2016 году, до $526 млн. через четыре года. Доля продукции, использующей УФ-излучение в коротком волновом диапазоне, за тот же период увеличится с $28 млн. до $244 млн., что обусловит рост и развитие LG Innotek.

По словам представителя LG Innotek, компания продолжит расширять свой технологический отрыв от конкурентов и увеличивать число инновационных и востребованных покупателями продуктов с тем, чтобы сохранить лидерство на рынке.

Понравилась статья? Расскажите о ней! Вы нам очень поможете:)

svetodiodinfo.ru

alexxlab

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о