Dans divers domaines de la vie moderne, il devient nécessaire d'obtenir un rayonnement UV de faible puissance. Il:
- équipement médical, incl. les obturations dentaires durcissent sous l'influence du rayonnement ultraviolet;
- la cosmétologie, où la lumière ultraviolette est utilisée comme moyen de durcir les vernis;
- installations de séchage chimique de diverses compositions (un exemple est illustré à la figure 1);
- des scanners pour déterminer l'authenticité des factures et des documents;
- fermes en serre où la lumière ultraviolette stimule la croissance des plantes.
Les sources de lampes classiques de rayonnement ultraviolet ont des caractéristiques de poids et de taille insatisfaisantes et consomment une puissance élevée. Comme leur remplacement efficace ces dernières années, les LED UV se sont généralisées, qui sont exemptes de ces inconvénients et diffèrent en outre par leur facilité d'utilisation.
Principe de fonctionnement et caractéristiques
Les principes de fonctionnement d'une diode électroluminescente ultraviolette (LED) et d'une LED de la gamme de longueurs d'onde visible sont identiques. Les appareils contiennent une jonction pn à travers laquelle un courant continu est passé. Lors de son passage, les porteurs de charge se retrouvent à des niveaux d'énergie élevés de la structure semi-conductrice. Leur transition vers des niveaux inférieurs, avec une exécution appropriée, s'accompagne de la génération de quanta lumineux.
Lorsque la structure est formée par des ajouts d'aluminium, de gallium, d'indium et d'autres éléments de terres rares, la distance entre les transitions radiatives est sélectionnée de sorte que le rayonnement se trouve dans la plage de longueurs d'onde invisibles du proche UV (généralement la plage spectrale de 100 à 400 nm).
Le principe de fonctionnement décrit détermine immédiatement la liste des paramètres normalisés pour les LED ultraviolettes. Le passeport indique:
- longueur d'onde de travail, parfois complétée par la largeur de la raie spectrale;
- flux lumineux maximal, indiqué en lumens pour les sources à grande ouverture, ou en candellas (rapport d'angle flux-solide) dans le cas d'un rayonnement directionnel;
- courant direct maximum;
- tension directe.
En raison de l'utilisation d'une structure de jonction pn spéciale, la tension directe sur les diodes UV est généralement nettement plus élevée par rapport aux diodes conventionnelles et atteint parfois 5 V.
Le temps de fonctionnement de la diode est de plusieurs dizaines de milliers d'heures, la plage de température typique est de -20 à + 100 ° С.
Performance structurelle
Pour des raisons de minimisation de la gamme de composants, les LED ultraviolettes sont produites dans des boîtiers standard, ce qui permet en même temps:
- résoudre le problème de polarité dû à la présence d'une saillie de clé;
- fournir la dissipation thermique nécessaire et les éléments avec des courants directs élevés, à condition qu'un boîtier métallique soit utilisé.
Pour les émetteurs de faible puissance, un boîtier en plastique moins cher est utilisé, comme illustré à la figure 2.
Les diodes les plus courantes ont des fils conducteurs, tandis que les SMD ont des fils ruban. La dernière option est illustrée à la figure 3.