Между видимия и рентгеновия спектър се появява ултравиолетова светлина. Обхватът на ултравиолетовата дължина на вълната е определен като 10 nm до 400 nm; обаче много оптоелектронни компании също смятат, че дължините на вълната до 430 nm са в UV диапазона. Ултравиолетовата светлина получава името си поради „виолетовия“ цвят, който произвежда във видимата част на спектъра, въпреки че голяма част от изхода на UV светлина не се вижда от човешкото око.
Цветен спектър, подчертаващ UV-A, UV-B и UV-C
UV светодиодите отбелязаха огромен растеж през последните няколко години. Това е резултат не само от технологичния напредък в производството на твърдотелни UV устройства, но и от постоянно нарастващото търсене на екологосъобразни методи за производство на UV светлина, която в момента е доминирана от живачни лампи. Настоящото предлагане на UV светодиоди на пазара на оптоелектроника се състои от продукти, вариращи от приблизително 265nm – 420nm с разнообразие от стилове на опаковка, включително сквозен отвор, повърхностен монтаж и COB (Chip-On-Board). Има много уникални приложения за UV LED излъчватели; обаче, всеки е силно зависим от дължината на вълната и изходната мощност. Като цяло UV светлината за светодиоди може да бъде разделена на 3 общи области. Те се класифицират като UV-A, UV-B и UV-C. (Вижте диаграмата по-долу)
Приложения Устройствата от "горен" UVA тип са налични от края на 90-те години. Тези светодиоди традиционно се използват в приложения като откриване или валидиране на фалшификати (валута, шофьорска книжка, документи и т.н.) и криминалистика (разследвания на местопрестъплението), за да назовем само няколко. Изискванията за изходна мощност за тези приложения са много ниски и действителните използвани дължини на вълната са в диапазона 390nm – 420nm. По това време по-ниски дължини на вълните не са били налични за производствена употреба. В резултат на тяхната дълготрайност на пазара и лекотата на производство, този тип светодиоди са лесно достъпни от различни източници и са най-евтините от всички UV продукти. Зоната на „средните“ UVA LED компоненти е отбелязала най-голям растеж през последните няколко години. По-голямата част от приложенията в този диапазон на дължина на вълната (приблизително 350nm – 390nm) са за UV втвърдяване както на търговски, така и на промишлени материали като лепила, покрития и мастила. Светодиодите предлагат значителни предимства пред традиционните технологии за втвърдяване като живак или флуоресцентни поради повишена ефективност, по-ниска цена на притежание и миниатюризация на системата. Тенденцията за използване на светодиоди за втвърдяване се увеличава, тъй като веригата за доставки непрекъснато настоява да приеме LED технология. Въпреки че разходите за този диапазон с дължина на вълната са значително по-високи от горната UVA зона, бързият напредък в производството, както и нарастващите обеми непрекъснато намаляват цените. „Долният“ UVA и „горният“ UVB диапазон (приблизително 300nm – 350nm) са най-новото въведение на пазара. Тези устройства предлагат потенциал за използване в различни приложения, включително UV втвърдяване, биомедицински, ДНК анализ и различни видове сензори. Има значително припокриване във всичките 3 от UV спектралните диапазони; следователно трябва да се вземе предвид не само кое е най-доброто за приложението, но и кое е най-рентабилното решение, тъй като колкото по-ниска е дължината на вълната, толкова по-висока е цената на светодиода. „Долният“ UVB и „горният“ UVC диапазон (приблизително 250nm – 300nm) е област, която все още е в начален стадий, но има голям ентусиазъм и търсене на този продукт в системите за пречистване на въздух и вода. Понастоящем има само шепа компании, които могат да произвеждат UV светодиоди в този диапазон на дължината на вълната и дори по-малко количество, които произвеждат продукт с достатъчен живот, надеждност и характеристики на производителност. В резултат на това разходите за устройства от гамата UVC/B все още са много високи и могат да бъдат твърде високи в някои приложения. Въвеждането на първата търговска UVC LED базирана система за дезинфекция през 2012 г. спомогна за придвижването на пазара напред към мястото, където много компании сега сериозно търсят LED базирани продукти. Предпазни мерки Често срещан въпрос относно ултравиолетовите светодиоди е: крият ли рискове за безопасността? Както е описано по-горе, има различни нива на UV светлина. Един от най-често използваните и познати източници за производство на UV изход е „черната крушка“. Този продукт се използва от десетилетия за създаване на светещ или флуоресцентен ефект върху специфични видове плакати, както и за други приложения, като удостоверяване на автентичността на картини и валута. Светлината се произвежда от Разбиране на приложенията и предпазните мерки на ултравиолетовите светодиоди
тези крушки обикновено са в „горния“ UVA спектър, който е най-близък по дължина на вълната до видимия диапазон с относително ниска енергия. Тази част от UVA спектъра е най-безопасната от трите различни спектъра на UV светлина, въпреки че високата експозиция е свързана с рак на кожата при хората, както и с други потенциални проблеми, като ускоряване на стареенето на кожата. Светодиодите (за разлика от стандартните крушки с нажежаема жичка или флуоресцентни крушки) също са силно насочени с много тесни ъгли на видимост. Гледането директно в UV LED може да бъде вредно за очите. Най-добре е да ограничите излагането на продукти, произвеждащи UVA. UVC и голяма част от UVB спектъра на светлината се използват предимно за бактерицидни и стерилизационни цели. Светлината, произведена при тези дължини на вълната, е не само вредна за микроорганизмите, но е опасна за хората и други форми на живот, които могат да влязат в контакт с нея. Тези LED лампи винаги трябва да бъдат екранирани и никога да не се виждат с просто око, въпреки че може да изглежда, че от устройството излъчва малко или никаква светлина. Излагането на тези дължини на вълната може да причини рак на кожата и временна или постоянна загуба или увреждане на зрението. Всички UV устройства трябва да имат предупредителни етикети, подобни на етикета, показан по-долу (предоставен от Marktech Optoelectronics). Освен това, преди да закупят UVC или UVB LED, много производители изискват всеки клиент да подпише документ, в който се посочва, че разбира и е съгласен с предпазните мерки по отношение на използването и боравене с тези продукти.
Фигура 3, Схема на стандартен светодиод.
От Винсент С. Форте – януари 2014 г. Винсент е главен технологичен директор на Marktech Optoelectronics в Латам, Ню Йорк. Той е в областта на оптоелектрониката от близо 30 години и е автор или съавтор на няколко статии, свързани с LED технологията. Много значителни подобрения на светодиодите и техните приложения са пряко резултат от приноса и практическия опит на Vincent
