In varie aree della vita moderna, diventa necessario ottenere radiazioni UV a bassa potenza. Esso:
- attrezzatura medica, incl. otturazioni dentali che si induriscono sotto l'influenza della radiazione ultravioletta;
- cosmetologia, dove la luce ultravioletta viene utilizzata come mezzo per indurire le vernici;
- impianti per l'essiccazione chimica di varie composizioni (un esempio è mostrato in Figura 1);
- scanner per determinare l'autenticità di fatture e documenti;
- fattorie in serra dove la luce ultravioletta stimola la crescita delle piante.
Le sorgenti di lampade classiche di radiazione ultravioletta hanno caratteristiche di peso e dimensioni insoddisfacenti e consumano una potenza elevata. Come efficace sostituto per loro negli ultimi anni, si sono diffusi i LED UV, che sono privi di questi svantaggi e inoltre si differenziano per la facilità d'uso.
Principio di funzionamento e caratteristiche
I principi di funzionamento del diodo a emissione di luce ultravioletta (LED) e del LED della gamma di lunghezze d'onda visibili sono identici. I dispositivi contengono una giunzione pn attraverso la quale viene fatta passare una corrente continua. Durante il suo passaggio, i portatori di carica si trovano ad alti livelli di energia della struttura del semiconduttore. Il loro passaggio a livelli inferiori, con esecuzione adeguata, è accompagnato dalla generazione di quanti di luce.
Quando la struttura è formata da aggiunte di alluminio, gallio, indio e altri elementi di terre rare, viene selezionata la distanza tra le transizioni radiative in modo che la radiazione sia nell'intervallo di lunghezza d'onda invisibile vicino ai raggi UV (di solito nell'intervallo spettrale da 100 a 400 nm).
Il principio di funzionamento descritto determina immediatamente l'elenco dei parametri normalizzati per i LED ultravioletti. Il passaporto indica:
- lunghezza d'onda di lavoro, a volte completata dalla larghezza della linea spettrale;
- flusso luminoso massimo, indicato in lumen per sorgenti ad alta apertura, o espresso in candele (rapporto flusso-angolo solido) nel caso di radiazione direzionale;
- massima corrente diretta;
- tensione diretta.
A causa dell'uso di una speciale struttura di giunzione pn, la tensione diretta sui diodi UV è solitamente notevolmente più alta rispetto a quelli convenzionali e talvolta raggiunge i 5 V.
Il tempo di funzionamento del diodo è di diverse decine di migliaia di ore, l'intervallo di temperatura tipico va da -20 a + 100 ° С.
Prestazioni strutturali
Per ridurre al minimo la gamma di componenti, i LED ultravioletti vengono prodotti in custodie standard, il che allo stesso tempo aiuta:
- risolvere il problema della polarità dovuto alla presenza di una sporgenza chiave;
- fornire la necessaria dissipazione del calore e gli elementi con elevate correnti dirette, a condizione che venga utilizzata una custodia metallica.
Per gli emettitori a bassa potenza, viene utilizzato un alloggiamento in plastica più economico, come mostrato nella Figura 2.
I diodi più comuni hanno fili conduttori, mentre gli SMD hanno conduttori a nastro. L'ultima opzione è mostrata nella Figura 3.