En diversas áreas de la vida moderna, se hace necesario obtener radiación ultravioleta de baja potencia. Eso:
- equipo médico, incl. empastes dentales que se endurecen bajo la influencia de la radiación ultravioleta;
- cosmetología, donde la luz ultravioleta se usa como medio para endurecer los barnices;
- instalaciones para el secado químico de diversas composiciones (se muestra un ejemplo en la Figura 1);
- escáneres para determinar la autenticidad de facturas y documentos;
- granjas de invernadero donde la luz ultravioleta estimula el crecimiento de las plantas.
Las fuentes de lámpara clásicas de radiación ultravioleta tienen características de peso y tamaño insatisfactorias y consumen mucha energía. Como reemplazo efectivo en los últimos años, se han generalizado los LED UV, que están libres de estas desventajas y además se diferencian en la facilidad de uso.
Principio de funcionamiento y características.
Los principios de funcionamiento de un diodo emisor de luz ultravioleta (LED) y un LED del rango de longitud de onda visible son idénticos. Los dispositivos contienen una unión pn a través de la cual pasa una corriente continua. Durante su paso, los portadores de carga se encuentran a altos niveles de energía de la estructura del semiconductor. Su transición a niveles inferiores, con una ejecución adecuada, va acompañada de la generación de cuantos de luz.
Cuando la estructura está formada por adiciones de aluminio, galio, indio y otros elementos de tierras raras, se selecciona la distancia entre las transiciones radiativas. de modo que la radiación se encuentre en el rango de longitud de onda invisible cercano al UV (generalmente el rango espectral de 100 a 400 Nuevo Méjico).
El principio de funcionamiento descrito determina inmediatamente la lista de parámetros que se normalizan para el LED ultravioleta. El pasaporte indica:
- longitud de onda de trabajo, a veces complementada por el ancho de la línea espectral;
- flujo luminoso máximo, indicado en lúmenes para fuentes de gran apertura, o expresado en candellas (relación de ángulo de flujo a sólido) en el caso de radiación direccional;
- corriente directa máxima;
- tensión directa.
Debido al uso de una estructura especial de unión pn, el voltaje directo en los diodos UV suele ser notablemente más alto en comparación con los convencionales y, a veces, alcanza los 5 V.
El tiempo de funcionamiento del diodo es de varias decenas de miles de horas, el rango de temperatura típico es de -20 a + 100 ° С.
Rendimiento estructural
Por razones de minimizar la gama de componentes, los LED ultravioleta se producen en cajas estándar, lo que al mismo tiempo ayuda a:
- resolver el problema de polaridad debido a la presencia de una protuberancia clave;
- Proporcionar la disipación de calor necesaria y elementos con altas corrientes directas, siempre que se utilice una caja metálica.
Para los emisores de baja potencia, se utiliza una carcasa de plástico más barata, como se muestra en la Figura 2.
Los diodos más comunes tienen cables conductores, mientras que los SMD tienen cables de cinta. La última opción se muestra en la Figura 3.