Światło ultrafioletowe występuje między widmem widzialnym a rentgenowskim. Zakres długości fali ultrafioletowej jest określony jako 10 nm do 400 nm; jednak wiele firm optoelektronicznych uważa również długości fal tak wysokie, jak 430 nm, za mieszczące się w zakresie UV. Światło ultrafioletowe ma swoją nazwę ze względu na "fioletowy" kolor, który wytwarza w widzialnej części widma, chociaż znaczna część strumienia światła UV nie jest widoczna dla ludzkiego oka.
Spektrum kolorów podkreślające UV-A, UV-B i UV-C
Diody UV odnotowały ogromny wzrost w ciągu ostatnich kilku lat. To nie tylko efekt postępu technologicznego w produkcji półprzewodnikowych urządzeń UV, ale stale rosnącego zapotrzebowania na przyjazne dla środowiska metody wytwarzania światła UV, które obecnie zdominowane jest przez lampy rtęciowe. Obecna oferta diod UV na rynku optoelektroniki składa się z produktów o zakresie od około 265nm do 420nm z różnymi stylami opakowań, w tym otworem przelotowym, montażem powierzchniowym i COB (Chip-On-Board). Istnieje wiele unikalnych zastosowań emiterów UV LED; jednak każdy z nich jest w dużym stopniu zależny od długości fali i mocy wyjściowej. Ogólnie rzecz biorąc, światło UV dla diod LED można podzielić na 3 ogólne obszary. Są one klasyfikowane jako UV-A, UV-B i UV-C. (Patrz wykres poniżej)
Zastosowania "Górne" urządzenia typu UVA są dostępne od końca 1990 roku. Te diody LED były tradycyjnie używane w aplikacjach takich jak wykrywanie lub walidacja fałszerstw (waluta, prawo jazdy, dokumenty itp.) oraz kryminalistyka (dochodzenia na miejscu zbrodni), aby wymienić tylko kilka. Wymagania dotyczące mocy wyjściowej dla tych aplikacji są bardzo niskie, a rzeczywiste długości fal są w zakresie 390 nm - 420 nm. Niższe długości fal nie były w tym czasie dostępne do użytku produkcyjnego. Ze względu na ich długowieczność na rynku i łatwość produkcji, tego typu diody LED są łatwo dostępne z różnych źródeł i najtańszego ze wszystkich produktów UV. "Środkowy" obszar komponentów UVA LED odnotował największy wzrost w ciągu ostatnich kilku lat. Większość zastosowań w tym zakresie długości fali (około 350 nm - 390 nm) służy do utwardzania UV zarówno materiałów komercyjnych, jak i przemysłowych, takich jak kleje, powłoki i atramenty. Diody LED oferują znaczne korzyści w porównaniu z tradycyjnymi technologiami utwardzania, takimi jak rtęć lub fluorescencyjne, ze względu na zwiększoną wydajność, niższy koszt posiadania i miniaturyzację systemu. Tendencja do wykorzystywania diod LED do utwardzania rośnie, ponieważ łańcuch dostaw nieustannie dąży do przyjęcia technologii LED. Chociaż koszty tego zakresu długości fali są znacznie wyższe niż górnego obszaru UVA, szybki postęp w produkcji, a także rosnące wolumeny stale obniżają ceny. "Dolne" zakresy UVA i "górne" UVB (około 300 nm - 350 nm) są najnowszym wprowadzeniem na rynek. Urządzenia te oferują potencjał do wykorzystania w różnych zastosowaniach, w tym w utwardzaniu UV, biomedycynie, analizie DNA i różnych rodzajach czujników. Istnieje znaczne nakładanie się we wszystkich 3 zakresach spektralnych UV; dlatego należy wziąć pod uwagę nie tylko to, co jest najlepsze dla aplikacji, ale także jakie jest najbardziej opłacalne rozwiązanie, ponieważ im niższa długość fali, zazwyczaj wyższy koszt LED. "Dolne" zakresy UVB i "górne" UVC (około 250nm – 300nm) to obszar, który jest jeszcze w powijakach, jednak istnieje duży entuzjazm i zapotrzebowanie na ten produkt w systemach oczyszczania powietrza i wody. Obecnie istnieje tylko garstka firm, które są w stanie produkować diody LED UV w tym zakresie długości fali, a nawet mniejsza ilość, która wytwarza produkt o wystarczającej żywotności, niezawodności i charakterystyce wydajności. W rezultacie koszty urządzeń z zakresu UVC/B są nadal bardzo wysokie i w niektórych zastosowaniach mogą być zbyt kosztowne. Wprowadzenie pierwszego komercyjnego systemu dezynfekcji opartego na UVC LED w 2012 roku pomogło popchnąć rynek do przodu, gdzie wiele firm poważnie poszukuje produktów opartych na diodach LED. Środki ostrożności Częstym pytaniem dotyczącym ultrafioletowych diod LED jest: Czy stanowią one jakiekolwiek zagrożenie dla bezpieczeństwa? Jak opisano powyżej, istnieją różne poziomy światła UV. Jednym z najczęściej używanych i najbardziej znanych źródeł wytwarzania promieniowania UV jest "czarna żarówka". Ten produkt jest używany od dziesięcioleci do wywoływania świecącego lub fluorescencyjnego wpływu na określone typy plakatów, a także do innych zastosowań, takich jak uwierzytelnianie obrazów i waluty. Światło wytwarzane przez Understanding Ultraviolet LED Applications and Precautions
żarówki te znajdują się zazwyczaj w "górnym" widmie UVA, które jest najbliższe długości fali do zakresu widzialnego o stosunkowo niskiej energii. Ta część spektrum UVA jest najbezpieczniejszym z trzech różnych widm światła UV, chociaż wysoka ekspozycja została powiązana z rakiem skóry u ludzi, a także innymi potencjalnymi problemami, takimi jak przyspieszenie starzenia się skóry. Diody LED (w przeciwieństwie do standardowych żarówek lub świetlówek) są również wysoce kierunkowe z bardzo wąskimi kątami widzenia. Patrzenie bezpośrednio na diodę UV może być szkodliwe dla oczu. Najlepiej ograniczyć ekspozycję na produkt wytwarzający UVA. UVC i większość widm światła UVB są używane głównie do celów bakteriobójczych i sterylizacji. Światło wytwarzane na tych długościach fal jest nie tylko szkodliwe dla mikroorganizmów, ale jest niebezpieczne dla ludzi i innych form życia, które mogą mieć z nim kontakt. Te lampy LED powinny być zawsze ekranowane i nigdy nie powinny być widoczne gołym okiem, nawet jeśli może się wydawać, że z urządzenia emanuje niewiele światła lub nie ma go wcale. Narażenie na te długości fal może powodować raka skóry oraz czasową lub trwałą utratę lub upośledzenie wzroku. Wszystkie urządzenia UV powinny mieć etykiety ostrzegawcze podobne do etykiety pokazanej poniżej (dostarczone przez Marktech Optoelectronics). Ponadto, przed zakupem uvc lub UVB LED, wielu producentów wymaga, aby każdy klient podpisał dokument stwierdzający, że rozumie i zgadza się na środki ostrożności dotyczące użytkowania i obchodzenia się z tymi produktami.
Rysunek 3, Schemat standardowej diody LED.
Vincent C. Forte – styczeń 2014 Vincent jest dyrektorem ds. technologii w Marktech Optoelectronics w Latham w stanie Nowy Jork. Zajmuje się optoelektroniką od prawie 30 lat i jest autorem lub współautorem kilku artykułów związanych z technologią LED. Wiele znaczących ulepszeń diod LED i ich zastosowań wynika bezpośrednio z wkładu Vincenta i jego praktycznego doświadczenia
