Ультрафиолетовые светодиоды: технические параметры и сферы применения

В последнее время светодиодные кристаллы ультрафиолетового спектра излучения все глубже проникают в повседневный быт людей. Хотя различные технические отрасли продолжают оставаться основными сферами их применения. Промышленность, медицинское оборудование, криминалистика, научные исследования ­­– самые распространенные области использования УФ-светодиодов. Такие лучи, не улавливаемые человеческим зрительным аппаратом, тем не менее обладают совершенно уникальными физическими свойствами. В частности, они являются мощным и эффективным катализатором всевозможных естественных процессов­­.

Феноменальные качества ультрафиолетовых полупроводниковых кристаллов используется в конструкции устройств стерилизации и обеззараживания медицинского, косметологического, маникюрного и парикмахерского инструментария. На свойствах УФ-лучей базируются детекторы валют. Светодиодное излучение в диапазоне 300-400 нанометров чудесным образом изменяет физическое состояние и структурное строение различных материалов, интенсифицирует процесс высыхания лака для ногтей. Эта почти магическая способность УФ-светодиодов давно состоит на вооружении салонов красоты и конструкторов приборов для сушки ногтей в домашних условиях.

Современные источники ультрафиолетового излучения

Физикам уже давно известны уникальные свойства электромагнитного излучения с длиной волны 200-400 нм. Однако активное проникновение в бытовую сферу тормозилось достаточно высокой стоимостью подобных устройств. Ранее самым распространенным источником УФ-излучения служили газоразрядные приборы. Интенсивное развитие оптоэлектронных технологий в двадцать первом веке сделало оборудование на основе ультрафиолетовых полупроводниковых кристаллов доступным для частных потребителей. Длина волны, генерируемая подобными устройствами, располагается в диапазоне между рентгеновским и излучением видимого спектра. Конкретная же длина волны зависит от типа используемого полупроводникового материала.

В основном для производства таких светодиодов применяются нитрид алюминия, галлия, бора и индия. Наиболее активно эти устройства применяются для отвержения и полимеризации, а также для создания различных устройств машинного зрения, то есть детекторов. Например, в стоматологии используется светодиодная лампа с длиной генерируемой волны 365-395 нм, с помощью которой полимеризируют специальный фоточувствительный материал при пломбировании и наращивании зубов. Приборы с областью спектра 280-315 нм активно применяются в лучевой терапии, при осуществлении судебно-медицинской экспертизы и при производстве медикаментозных препаратов.

Технические параметры и принцип действия

В техническом отношении ультрафиолетовые кристаллы практически не отличаются от любых других повсеместно используемых светодиодов. Их расчетный эксплуатационный ресурс составляет не менее 50 тысяч часов беспрерывной работы, а питающее напряжение в зависимости от типа прибора колеблется в амплитуде 3,4-12 В. Они способны исправно функционировать при температурах от -20 до +100оС. В бытовой сфере сегодня особенно популярны светодиодные УФ-фонари. Кроме того, эксперты отмечают хорошие перспективы светодиодной сушки при струйной печати. В настоящее время еще не удалось достичь слишком высокой мощности таких специфических кристаллов, но инженеры и физики усердно работают над этим, что позволяет рассчитывать на значительное расширение в скором времени сфер их применения.