Уф диод: Ультрафиолетовые светодиоды: принцип работы, сферы применения

Ультрафиолетовые светодиоды: принцип работы, сферы применения

В то время как обычные светодиоды повсеместно приходят на смену лампам накаливания, ультрафиолетовые светодиоды активно завоевывают те ниши, где не так давно использовались люминесцентные и газоразрядные УФ-лампы: медицину, косметологию, очистные сооружения для воды, судебно-медицинские кабинеты и так далее.

Содержание

1. Принцип действия УФ-светодиодов
2. Технические характеристики
3. Варианты исполнения
4. Применение УФ-светодиодов
5. Видео

Принцип действия УФ-светодиодов

Ультрафиолетовое излучение — невидимое глазом электромагнитное излучение, занимающее спектральный диапазон между видимым и рентгеновским излучениями, ниже видимого спектра. Принцип действия УФ-светодиодов принципиально не отличается от обычных светоизлучающих светодиодов (излучение возникает под воздействием постоянного тока), однако для их создания используют определенные присадки, например, арсенид галлия алюминия, а также нитрид галлия, алюминия, индия. При этом готовые светодиоды имеют спектр излучения от 100 до 400 нм (так называемая «ближняя область УФ-диапазона»), где длина волны зависит от материала полупроводника.

Технические характеристики

Срок службы УФ-светодиода может достигать 50 тыс. часов, температура эксплуатации – от минус 20 до плюс 100 градусов Цельсия.

Номинальные рабочие токи — от 20 мА (для маломощных диодов), 350 и 700 мА и больше (для более мощных). Использование стандартных токов позволяет применять обычные источники питания при изготовлении и монтаже ультрафиолетовых световых приборов.

Варианты исполнения

При малой мощности УФ-светодиоды могут быть выполнены в стандартных корпусах индикаторных светодиодов.

Диоды большей мощности выпускаются в корпусах типа «эмиттер» или других стандартных корпусах.

Обязательным условием для корпуса является хорошая система охлаждения, вплоть до использования вибрирующих мембран или мини-вентиляторов, так как ультрафиолетовые светодиоды лишь четвертую часть получаемой энергии трансформируют в свет, а остальные три – в тепло. Перегрев любого светодиода, в том числе, ультрафиолетового, негативно сказывается на его работе и приводит к выходу диода из строя.

Также поверхность светового прибора, на который крепится светодиод или светодиодный модуль, не должна иметь металлической основы. Такая основа негативно влияет на коэффициент излучения, снижая КПД работы.

Применение УФ-светодиодов

Как уже было сказано выше, ультрафиолетовые светодиоды используются в тех же областях, где ранее применялись УФ-лампы, но в отличие от ламп, диоды имеют меньшие размеры и потребляемую мощность, а также более длительный срок работы.

УФ-светодиоды применяются:

• В медицине. Например, в стоматологии зачастую используются пломбы, отвердевающие при воздействии ультрафиолета. Другая область медицинского применения – световая терапия. Физиопроцедуры с использованием УФ-излучения назначаются жителям Крайнего Севера (где наблюдается дефицит солнечного света), детям в период реабилитации после различных заболеваний, новорожденным при повышенных показателях билирубина в крови («желтуха новорожденных»).
• В промышленности. Существуют различные виды фоточувствительных веществ (в частности – клеев) и композитных составов, которые полимеризуются под воздействием УФ-лучей. Также данное излучение используется при производстве лекарственных препаратов.
• Для дезинфекции инструментов (в медицине, косметологии), воды (в отличие от хлора, обработка УФ-излучением не влияет на ее вкусовые качества и состав), воздуха в помещениях. Ультрафиолет эффективно убивает вредные для человека бактерии и вирусы.
• В криминалистике. Специальной краской, которая светится в ультрафиолетовых лучах, оставляют метки на купюрах, когда нужно доказать факт получения взятки. Также при помощи УФ-лучей криминалисты могут обнаружить следы крови и других биологических жидкостей на одежде подозреваемых или в помещении, где проходит обыск.
• В банковском деле. Специальные счетные машины могут одновременно подсчитывать количество купюр и проверять их подлинность.
• В косметологии. Например, в УФ-соляриях и лампах для сушки ногтей, а также при проведении различных процедур.
• Для выращивания растений. Ультрафиолет значительно ускоряет производство полифенолов в листовых овощах, делая их более полезными для человека без применения специальных препаратов.

УФ- лампа для сушки ногтей

Также проводятся исследования, по результатам которых планируется применять ультрафиолет для профилактики и лечения онкологических заболеваний. Изучаются антимутагенные свойства УФ-лучей. Разрабатываются новые полимеры, свойства которых можно изменять в нужную сторону при помощи УФ-излучения.

Видео

Видео, в котором рассказывают про полезные свойства ультрафиолетовых лучей. Лечение простуды ультрафиолетом, действительно ли это помогает?

Можно предполагать, что в настоящее время люди используют лишь ограниченную часть возможностей ультрафиолета. А значит, технологии будут развиваться и дальше, делая УФ-диоды все более удобными, мощными и доступными по цене.

Ультрафиолетовые светодиоды LED и их применение

В переводе с английского сокращение LED дословно означает «диод, который излучает свет». 

Светодиод или светоизлучающий диод (англ. light-emitting diode, LED) — полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока в прямом направлении.

Если такое излучение происходит в ультрафиолетовом диапазоне, то такие диоды получили название ультрафиолетовых.

Устройство и принцип работы светодиода

На самом деле существенного отличия в принципе работы обычного светодиода видимого диапазона и ультрафиолетового – нет.

Разные материалы при определенных условиях способны посылать в пространство волны разной длины. Это позволяет человеческому глазу увидеть тот или иной цвет видимого спектра, соответствующий определенной длине волны. В светодиодах длина волны излучения и, следовательно, цвет LED зависит от ширины запрещенной зоны, в которой происходит рекомбинация электронов и дырок. Чем больше ширина запрещенной зоны и выше энергия квантов, тем ближе к синему излучаемый свет. Путем изменения состава полупроводника можно добиться свечения в широком оптическом диапазоне – от инфракрасного излучения до ультрафиолета. Для создания именно ультрафиолетового излучения нужны полупроводники с широкой запрещенной зоной. Для этого используются такие материалы как: арсенид галлия алюминия, нитрид галлия, нитрид алюминия и т.д. В результате этого получаются светодиоды со спектром излучения, находящиеся в любом УФ диапазоне от 100 до 400 нм.

Так выглядят светодиоды разного свечения в зависимости от ширины запрещенной зоны используемых материалов.

Рассмотрим кратко как происходит процесс излучения в LED. Для создания светового потока конструкция светодиода предусматривает наличие двух полупроводников, один из которых в своем составе должен содержать свободные электроны (n), а другой – их недостаток или «дыры» (р).

Устройство р-n перехода и излучение фотонов

Если соединим такие полупроводники с (р) и (n) областями, то между ними возникает «P-N» переход, в результате которого электроны от донора (n-тип) переходят в другой полупроводник (р-тип) и занимают свободные дыры с выделением фотонов. Эта реакция проходит только при наличии источника постоянного тока.

Принцип излучения света полупроводником.

При протекании электрического тока через p-n-переход в прямом направлении носителями заряда являются электроны и дырки. Они устремляются навстречу друг другу и рекомбинируют, т.е. происходит исчезновение пары свободных носителей противоположного заряда с выделением энергии в виде излучения фотонов (из-за перехода электронов с одного энергетического уровня на другой). Этот эффект называется электролюминесценцией, а цвет света (соответствующий энергии фотона) определяется энергетической шириной запрещенной зоны полупроводника Е_g. Для видимого диапазона Е_g у применяемых материалов порядка 1-3 еВ, для синего света и ультрафиолета Е_g больше 3-4 еВ.

Ультрафиолетовый светодиод в рабочем состоянии.

По форме, конструкции и размерам светодиоды могут существенно отличаться друг от друга. В качестве примера на следующем рисунке приведен УФ LED фирмы «Everlight».

Общий вид ультрафиолетового светодиода «Everlight» с защитным кварцевым стеклом.

Яркость свечения регулируют изменением силы тока, а диаграмму направленности формирует вторичная оптика светильника или линза, расположенная непосредственно над светоизлучающим кристаллом.

В последнее время светодиоды видимого диапазона и особенно УФ LED, находят все большее и больше применение в разных областях нашей жизни. Появление светодиода с ультрафиолетовым свечением стало возможным после разработки светодиода синего света на основе нитрида галлия (GaN). В 1993 году С. Накамура создал первый синий диод, который характеризовался высокой яркостью. С этого момента стало возможным создавать любой цвет спектра (в том числе белый).

Сюдзи Накамура, инженер компании Nichia, получил за эту работу в 2014 году Нобелевскую премию по физике.

Сюдзи Накамура и Михаил Назаров в Гонконге на международном симпозиуме в 2012 году обсуждают проблемы синих диодов.

Электромагнитный спектр и ультрафиолетовые диоды

В английской терминологии светодиоды, излучающие в ультрафиолетом диапазоне, известны как UVA, UVВ и UVС LED в зависимости от длины волны излучения. Сохраним эту аббревиатуру.

Название	Аббревиатура	Длина волны
Ультрафиолет A	UVA	315 – 400 нм
Ультрафиолет B	UVB	280 – 315 нм
Ультрафиолет C	UVC	100 – 280 нм

Электромагнитный спектр с выделением поддиапазонов УФ

Рассмотрим все три типа светодиодов, узнаем, что у них общего и чем они отличаются.

UVА LED или Светодиоды группы А

UVA – это ближний ультрафиолет или черный свет и имеет длину волны в диапазоне от 315 до 400 нм.

На практике UVA диапазон в зависимости от используемой длины волны условно подразделяются еще на три категории:

«Верхний» UVA (Длины волн – в диапазоне 390 нм – 420 нм.)

«Верхние» устройства типа UVA доступны с конца 1990-х годов. Эти ультрафиолетовые светодиоды традиционно используются в первую очередь в таких применениях, как обнаружение или проверка подделок (валюта, водительское удостоверение, документы и т. д.). Они долговечны и просты в изготовлении. Требования к выходной мощности для этих устройств очень низкие. В результате они являются самыми дешевыми из всех продуктов UV.

«Средний» UVA (Длины волн (приблизительно 350 нм – 390 нм).

За последние несколько лет использования «средний» компонент светодиодов UVA показал наибольший рост. Большинство применений в этом диапазоне длин волн предназначены для ультрафиолетового отвердевания различных материалов, таких как клеи, покрытия и краски. Светодиоды этого диапазона обладают значительными преимуществами по сравнению с традиционными технологиями отвердевания, в которых используются ртутные или флуоресцентные лампы. Это связано с большей эффективностью, меньшей стоимостью и миниатюризацией устройств. Налицо явная тенденция к возрастанию роли светодиодов для отвердевания.

«Нижний» UVA (Длины волн (приблизительно 300 нм – 350 нм).

«Нижний» UVA и «верхний» диапазоны UVB (приблизительно 300 нм – 350 нм) являются самыми последними разработками на рынке светодиодов группы А.  Эти устройства предлагается использовать в различных приложениях, включая УФ-отвердевание, биомедицину, ДНК-анализ и различные типы зондирования. 

Существует значительное перекрытие этих трёх спектральных поддиапазонов VUА ультрафиолетового излучения, поэтому необходимо учитывать не только то, что лучше всего подходит для того или иного приложения, но и то, что является наиболее экономичным решением. Светодиоды с более «низкой» длиной волны, как правило, стоят дороже и часто значительно, чем со «средней» длиной волны и, тем более, по сравнению с «верхним» диапазоном.

UVВ LED или Светодиоды группы В

UVB известен как средневолновый ультрафиолетовый свет и имеет длину волны в диапазоне от 280 нм до 315 нм. По своему применению он также условно подразделяется на две категории:

Диапазон UVB 300-315 нм отвечает за загар. Такие лучи от солнца проходят сквозь атмосферу Земли, и мы ими часто пользуемся на пляже или в горах. Лампы и светодиоды группы В, работающие в этом диапазоне, используются в основном в соляриях.

Диапазон UVB 280-300 нм частично может применяться для бактерицидных и стерилизационных целей. Более подробно об этом смотрите и читайте в разделе о светодиодах группы С.

UVС LED или Светодиоды группы С

UVС – это коротковолновый ультрафиолет с длиной волны в диапазоне от 200 нм до 280 нм.

В обычных условиях лучи UVC не достигают поверхности Земли, задерживаясь в атмосфере. Частично излучение этого спектра можно встретить на вершинах гор.

Свет, создаваемый на этих длинах волн, не только вреден для микроорганизмов, вирусов, бактерий и других форм жизни, которые могут соприкасаться с ним, но и опасен для людей. Светодиодные лампы диапазона С обязательно должны быть экранированы. Очень вредно смотреть на свет, испускаемый такими лампами, невооруженным глазом. Воздействие этих длин волн может вызывать рак кожи, временную или постоянную потерю зрения, или его серьезное ухудшение.

А теперь рассмотри подробно применение всех типов УФ светодиодов.

Применения UVA светодиодов:

1. Косметология. В маникюрных салонах ультрафиолетовые лампы эффективны в сушке гель-лака и наращивании ногтей с помощью гелиевых составов.

Наращивание ногтей с помощью гелиевых составов.

Сушка гель-лака на ногтях

Маникюр с точками и рисунками или «paint-nail» из последних новинок в нейл-индустрии. Выглядит он действительно модно и красиво, а его качество напрямую связано с применением UVA светодиодов.

 2, Шоу—бизнес.

Свечение одежды в темноте

3. Стоматология: для затвердевания композитных зубных пломб зачастую используется ультрафиолет. Например, в стоматологии зачастую используются пломбы, отвердевающие при воздействии ультрафиолета. 

Затвердевание композитных зубных пломб.

4. Фармакология. В производстве лекарственных препаратов.

Использование Уф излучения при тестировании лекарств

5. Медицина. Область медицинского применения – световая терапия и физиопроцедуры с использованием УФ-излучения.

Светотерапия

Что касается длинноволнового ультрафиолета из группы А (320-400 нанометров), то его главнейший лечебный эффект заключается в иммуностимулирующем влиянии на ткани организма, что существенно повышает уровень сопротивляемости организма к болезнетворным бактериям и вирусам. Благодаря этому длинноволновое ультрафиолетовое излучение нашло широкое применение в борьбе с большим количеством кожных заболеваний, в частности псориаза, лишая и экземы, в лечении хронических заболеваний органов дыхательной системы, а также последствий обморожения и различных травм.

Также в настоящее время проводятся исследования, по результатам которых планируется применять ультрафиолет для профилактики и лечения онкологических заболеваний.  

6. Промышленность. Очень широкое и разнообразное применение. Только один пример: на некоторых производствах ультрафиолетовые источники используются для ускорения процесса полимеризации клея и компаундов. УФ лучи ускоряют полимеризацию (высыхание и отвердевание) клея, краски или специальной смолы, называемой компаундом.

7. Финансовая сфера. В аппаратах по проверке денег используется именно такие УФ-диоды. Лампа помогает определить подлинность купюр, считать наносимые на бумагу метки банков.

Аппарат по проверке денег

Специальные счетные машины могут одновременно подсчитывать количество купюр и проверять их подлинность.

8. Криминалистика и судебная экспертиза (расследования на месте преступления). Проверка подделок (водительские удостоверения, паспорта, различные документы и т.д.). UVA светодиоды используются в оперативных мероприятиях, чтобы обнаружить следы, биологические жидкости и частицы. Можно обнаружить следы крови и других веществ, невидимых при обычном освещении.

Отпечатки пальцев в ультрафиолете, не видимые в обычном свете.

9. Растениеводство. Непродолжительное облучение растений в теплицах стимулирует в них выработку полифенолов, которые обладают антиоксидантными свойствами, полезными для здоровья человека.

В обычных широтах достаточное для роста растений количество света имеется только в летний период, и то, если нет затяжных дождей. Всё остальное время растения, особенно домашние, страдают от недостатка света. Чтобы им помочь, можно установить светильник, который, кроме обычного света, испускает особую длину волны в диапазоне UVA, нужную для фотосинтеза.

УФ-ртутная лампа для подсветки растений.

Кроме люминесцентных (газовых) ламп для растений, в последнее время появилось много разновидностей на светодиодах UVA. Они более компактные и служат дольше.

Растение под светодиодной лампой.

10. Ультрафиолетовый лазер

Для работы лазера используются UVA светодиоды на длине волны 355 нм.

Лазерная система с 355 нм УФ лазером

Эта совместимая с ультрафиолетом 355 нм лазерная система идеально подходит для широкого спектра научных приложений.

Ультрафиолетовые лазеры находят применение в промышленности, медицине, химии, безопасной связи в открытом воздухе, вычислительной технике, производстве интегральных схем и т.д..

Применения UVВ светодиодов:

1. Солярий

Искусственный загар

Производители выпускают светодиодные лампы двух стандартов: европейского и американского. Коэффициент UVB/UVA является показателем соотношения количества лучей типа А и В. Разница у них следующая:

Излучение типа А является длинноволновым, мягким и дает бронзово-золотистый оттенок коже. Получить от него ожог практические невозможно.

Излучение типа В имеет более короткие волны. Именно оно вызывает синтез меланина и создает быстрый загар. Будьте осторожны, от него можно получить ожог.

Отношение UVB / UVA — это мера количества лучей типа A и B.

2. Медицина

Средневолновой ультрафиолет (280-320 нм) применяется для лечения острых воспалительных заболеваний внутренних органов, как правило, дыхательной системы, опорно-двигательного аппарата, периферийной нервной системы и даже неправильного обмена веществ. Воздействие такого УФ излучения на клетки тканей организма провоцирует изменения в структурной организации белковых соединений, меняя их физико-химические свойства, что активизирует различные положительные процессы в тканях и, как следствие, восстановление нормализации их функций.

Применения UVС светодиодов:

УФ-светодиоды могут сыграть полезную роль в профилактике инфекционных заболеваний. Их можно использовать для приготовления питьевой воды, замены хлора в качестве дезинфицирующего средства для воды в бассейнах, уничтожения микробов в стиральных и посудомоечных машинах, уничтожения микробов в воздухе в очистителях воздуха и системах отопления, вентиляции и кондиционирования, а также для дезинфекции поверхностей в больницах, на кухнях, в школах, офисах и учреждениях.

Самое важное и актуальное применение в последние годы UVС светодиоды находят в борьбе с COVID.

Ультрафиолетовое излучение и спектральная кривая воздействия излучения на бактерии и вирусы.( бактерицидной эффективности)

COVID-19

Коронавирус COVID-19

УФ-С излучение является бактерицидным и очень эффективно при дезинфекции. Излучение в диапазоне от 205 до 315 нм способно уничтожать бактерии и вирусы. Принцип воздействия заключается в разрушении ДНК болезнетворных организмов. Причем, как показали научные исследования, наибольшей эффективности это воздействие достигает при длине волны 265 нм, близкой к длине волны излучения ртути (около 254 нм.). Чем ближе излучение источника к 265 нм, тем лучше он справляется с поставленной задачей. Все ртутные лампы излучают постоянную линию 253,6517 нм, тогда как УФ светодиоды могут иметь большой разброс пиков излучения в зависимости от используемых полупроводниковых материалов, и, как следствие, существенно различаться по эффективности обеззараживания.

УФ свет разрушает ДНК структуру клеток

Борьба с вирусами

Пандемия коронавируса COVID-19 уже успела оказать большое влияние на светотехническую отрасль. Основным направлением, куда прилагаются в настоящее время усилия ученых и инженеров, стали светодиоды, дающие излучение в ультрафиолетовом диапазоне С для дезинфекции и борьбы с вирусами. Как уже было сказано выше, принцип воздействия заключается в разрушении ДНК болезнетворных организмов.

УФ свет в спектре от 100 до 280 нанометров обладает способностью приводить к структурным изменениям в ДНК и РНК живых организмов. Именно поэтому под воздействием больших доз такого ультрафиолета вирусы, с одной стороны, теряют способность к размножению, а с другой, утрачивают многие свои функции.

Дезинфекция и стерилизация инструментов

Обеззараживание медицинского инструмента с помощью светодиодной бактерицидной лампы.

Выводы:

Ультрафиолетовые диоды UVA, UVВ и UVС с каждым годом находят все большее и большее применение в самых различных областях нашей жизни и деятельности. Они существенно дополняют возможности светодиодов видимого диапазона, а часто и превосходят их по разнообразию и широте использования. За ними будущее.

Автор Михаил Назаров,

ведущий научный сотрудник

Института Прикладной физики

АН Молдовы

♦  Рубрика: История науки и техники.
♥  Метки: Уф светодиоды

Если вам понравилась наша статья, поделитесь, пожалуйста, ею с вашими друзьями в соц.сетях. Спасибо.

УФ-светоизлучающий диод (УФ-светодиоды) Продукты

• Обзор
• Каталоги по длинам волн (УФ A/B/C)
• Плата драйвера универсального источника фотонов (ИБП)
• PearlBeam — Прибор для измерения УФ-излучения — Устройство с коллимированным лучом
• Технология обеззараживания ультрафиолетом

• Обзор продукта
• Рекомендованные товары в интернет-магазине

Широкий ассортимент УФ-светодиодов можно легко приобрести в нашем каталоге web s tore .

Мы предлагаем продукты Violumas и Nikkiso с УФ-светодиодами, отличающиеся высокой производительностью и надежностью по доступной цене. Наряду с нашими УФ-датчиками и зондами sglux компания Boston Electronics теперь предлагает УФ-индустрии лучшие в своем классе УФ-детекторы и источники света.

Идеальная замена ртутным лампам, УФ-светодиоды могут быть разработаны по индивидуальному заказу для множества применений.

• Светодиоды UVA/B/C

  • Доступные длины волн: 265, 275, 280, 285, 295, 310, 325, 340, 365, 375, 385, 395 и 405 нм.

• Упаковка поверхностного монтажа

  • 3,5, 5,2 и 7,2 мм

• Микросхема SMD на плате (COB)

  • с разъемами
  • звездообразные доски
  • световые полосы
  • пользовательских массива

• Фокусирующие линзы:

  • 30, 60 и 90 градусов

• Светодиоды низкого, среднего и высокого класса мощности

См. нашу страницу драйвера универсального источника фотонов (UPS) для получения информации об этом полезном аксессуаре для ваших ИК- или УФ-источников.

Драйвер ИБП можно приобрести в Интернет-магазине

PearlBeam предлагает исследователям возможность проводить исследования ультрафиолетового (УФ) света для построения кривых УФ-дозы для жидкостей и поверхностей, легко выполнять исследования, зависящие от длины волны, а также многие другие приложения.

Технология обеззараживания ультрафиолетом

(любезно предоставлено AquiSense)

Технология обеззараживания ультрафиолетом (УФ)

за последние два десятилетия показала лучшие результаты в очистке воды и воздуха, отчасти благодаря ее способности обеспечивать очистку без использования вредных химических веществ.

УФ представляет собой длину волны, которая находится между видимым светом и рентгеновским излучением в электромагнитном спектре. УФ-диапазон можно разделить на УФ-А, УФ-В, УФ-С и Вакуум-УФ. Часть UV-C представляет собой длину волны от 200 до 280 нм, длину волны, используемую в наших светодиодных продуктах для дезинфекции.

Фотоны УФ-С проникают в клетки и повреждают нуклеиновую кислоту, делая их неспособными к воспроизведению или микробиологически неактивными. Этот процесс происходит в природе; солнце испускает УФ-лучи, которые действуют таким образом.

УФ-светодиоды используются для генерации фотонов УФ-С высокого уровня. Лучи направляются на вирусы, бактерии и другие патогены в воде и воздухе или на поверхностях, чтобы обезвредить эти патогены за считанные секунды.

Атрибут	Обычная ртутная лампа	УФ-светодиод	Значение продукта
Содержание ртути	20-200 мг	Нет	Безопасная утилизация – без специального обращения
Срок службы	5 000 – 15 000 часов	10 000 часов	Гибкая работа
Циклы включения/выключения	Макс. 4 в день	Без ограничений	Подходит для прерывистого потока
Время прогрева	До 15 минут	Мгновенное	Увеличенные интервалы замены
Температура рабочей поверхности.	100-600°С	То же, что и техническая вода	Дружественный к нулевому потоку, не способствует загрязнению
Архитектура	Цилиндрическая трубка	Точечный источник	Универсальное исполнение
Долговечность	Хрупкая стеклянная трубка	Прочный полупроводник	Универсальная работа
Длина волны	Полихроматический (200–300 нм) Монохроматический (254 нм)	Выбираемый (250–300 нм)	Отсутствие потерь энергии и целевая производительность
Блок питания	110–240 В переменного тока	6–30 В пост. тока	Аккумулятор/солнечная батарея

Подробнее

Все категории

Ультрафиолетовые лазеры | УФ-лазеры, диоды и модули

• Обзор
• Поиск продукта
• Ряд
• Часто задаваемые вопросы
• Техническая документация/блоги

Что такое ультрафиолетовые лазеры?

Ультрафиолетовые лазеры (УФ-лазеры) излучают УФ-лазерный свет, обычно в диапазоне от 200 до 389 нм. УФ-лазеры обладают чрезвычайно высокой энергией фотонов, что открывает широкий спектр применений, недоступных для лазеров видимого и инфракрасного диапазона. Наиболее распространенными источниками УФ-лазеров являются третья и четвертая гармоники на Nd: YAG, обеспечивающие длины волн 355 нм и 266 нм соответственно. Важно отметить, что в то время как 355 нм и 266 нм являются наиболее распространенными длинами волн УФ-лазеров, несколько других линий Nd: YAG могут иметь удвоенную и утроенную частоту, создавая большой выбор альтернативных длин волн УФ-излучения. Чтобы получить эти гармоники более высокого порядка, плотность электрического поля лазера должна быть чрезвычайно высокой. В результате эти лазеры в основном доступны с возможностью модуляции добротности. Лазерные УФ-диоды непрерывного действия (CW) также доступны с длиной волны 375 нм, с одномодовыми и многомодовыми профилями луча и выходами в свободном пространстве или с оптоволоконным соединением.

Наша УФ-лазерная продукция

Мы предлагаем множество различных типов лазеров с УФ-излучением, в том числе лазерные диоды с одним излучателем, модули лазерных диодов, непрерывные лазеры DPSS, импульсные лазеры DPSS, лазеры с микросхемами, лазеры MIL-Spec и системы микрообработки. Наши УФ-изделия доступны со средней мощностью до 20 Вт, вариантами для одномодового или многомодового, свободного пространства или оптоволоконного выхода, а также различными вариантами компоновки и уровнями интеграции от компонентов до OEM и систем «под ключ».

Подробное изучение ультрафиолетовых лазеров

Некоторые области применения УФ-лазеров

Некоторые популярные области применения УФ-излучения включают микрообработку, спектроскопию лазерно-индуцированного пробоя (LIBS), флуоресценцию, рамановскую спектроскопию и многие другие.

Проточная цитометрия: основы применения, исходные требования и решения

Существует множество различных приложений, основанных на проточной цитометрии. Имея в вашем распоряжении несколько длин волн, допускающих такие разнообразные комбинации, как упомянуто выше, все эти приложения становятся более доступными. Некоторые из этих приложений включают сортировку клеток, фенотипирование иммунных клеток (иммунофенотипирование), анализ функции иммунных клеток, анализ окрашивания внутриклеточных цитокинов, анализ занятости рецепторов, генную терапию, анализ клеточного цикла, пролиферацию клеток, мембранный потенциал, различение живых и мертвых бактерий, супрессоры опухолей. экспрессия генов/белков, антиген-специфические клеточные ответы и многие другие.

Так же, как и при традиционном подсчете частиц, эти лазеры должны демонстрировать превосходное наведение и стабильность мощности, а также работать в одномодовом режиме с низким уровнем шума (обычно в свободном пространстве). Однако, в отличие от обычных систем подсчета частиц, длины волн необходимо выбирать так, чтобы они соответствовали спектрам возбуждения доступных флуорофоров. Типичные длины волн включают 355 нм, 405 нм, 473 нм, 488 нм, 532 нм, 553 нм, 561 нм, 594 нм, 640 нм и БИК с выходной мощностью в диапазоне 25-500 мВт. Кроме того, поскольку несколько лазеров интегрируются в единую систему, размер, стоимость и простота интеграции становятся важными факторами при выборе лазера. Здесь, в RPMC Lasers, мы предлагаем уникальный сверхкомпактный лазерный источник, способный обеспечить малошумящий (обычно 0,4%) одномодовый (типичный M ²  из 1.3) выходной луч с размерами корпуса лазера всего 50 мм x 30 мм x 18 мм. Эти лазеры доступны с длиной волны от 405 нм до 1064 нм и способны производить выходную мощность до 500 мВт.

Полный текст статьи читайте здесь.

Лазерные диоды из нитрида галлия (GaN): зеленые, синие и ультрафиолетовые длины волн

Полупроводниковые устройства могут быть спроектированы так, чтобы иметь определенную ширину запрещенной зоны путем объединения различных элементов для образования бинарных, тройных и четверных сплавов. Эти полупроводники могут иметь дополнительную ширину запрещенной зоны, изменяя стехиометрию в тройных и четверных полупроводниках. В нашем конкретном случае видимые лазерные диоды могут быть изготовлены из комбинации нитридных материалов, таких как нитрид алюминия (AlN), GaN и нитрид индия (InN), создавая, например, лазерные диоды AlGaN и InGaN. Полученный сплав, который обычно называют просто GaN, теоретически может быть объединен с использованием следующих формул Al _x Ga _1-x N и Al _x In _y Ga _1-x-y N для формирования любой ширины запрещенной зоны, которая попадает в «банан», показанный на рисунке ниже.

Революция зеленых, синих и ультрафиолетовых лазерных диодов

На практике материаловедение, связанное с стабильным производством структур лазерных диодов любой произвольной стехиометрии, является гораздо более сложной задачей. Как указывалось ранее, в течение многих лет считалось, что эти проблемы никогда не будут преодолены, до 19 века.96, когда Сюдзи Накамура изобрел первый лазерный диод AlGaN. Работа Накамуры с полупроводниковыми лазерами и светодиодами на основе GaN была настолько революционной, что позже он был удостоен Нобелевской премии по физике. За последние 20 лет технология изготовления лазерных диодов на основе нитрида галлия (GaN) превратилась в отдельную отрасль оптоэлектроники. Эти лазерные диоды теперь доступны с длиной волны от 375 нм до 521 нм, с выходной мощностью более 100 Вт…

Прочитайте полную статью здесь.

Высокоэнергетические лазеры с модуляцией добротности для генерации гармоник – часть 1

Ранее мы обсуждали физику генерации гармоник. Самый важный вывод из этих обсуждений заключается в том, что, как правило, есть два способа повысить эффективность генерации гармоник: увеличение пиковой мощности и уменьшение размера пятна. Поскольку Quantas-Q2HE имеет колоколообразный профиль луча с более чем 75-процентной гауссовской аппроксимацией сверх чрезвычайно высокой пиковой мощности, о которой говорилось ранее, он полезен не только для генерации второй гармоники, но и для генерации третьей, четвертой и пятой гармоник. хорошо. В результате Q2HE может производить ультрафиолетовые лазеры с длиной волны всего 211 нм. Quantas-Q2HE доступен в семи различных конфигурациях, каждая из которых может генерировать свет пятой гармоники, как показано в таблице ниже…

Полный текст статьи читайте здесь.

Microchip Laser Гармоники вплоть до УФ-диапазона

Удивительно, но такая геометрия резонатора позволяет генерировать лазер с короткой длительностью импульса (субнаносекундный) с высокой пиковой мощностью, часто превышающей десятки киловатт. Это делает эти лазеры идеальными как для внешней, так и для внутрирезонаторной генерации гармоник. Генерация второй гармоники во внешнем резонаторе была впервые достигнута в 1996 году путем приклеивания тонкого кристалла KTP, который имеет покрытие, обладающее высокой отражающей способностью при 1064 нм и антиотражающим при 532 нм, а затем приклеен к передней части микрочипового лазера Nd: YVO4. В течение двух лет были также продемонстрированы микрочиповые лазеры третьей и четвертой гармоник с использованием внешнего кристалла для производства ультрафиолетовых лазеров с длиной волны 355 и 266 нм. Чтобы полностью понять, почему эти лазеры идеально подходят для генерации гармоник, важно рассмотреть фундаментальную физику, лежащую в основе этого нелинейного процесса.0014

Чем мы можем помочь?

Благодаря более чем 25-летнему опыту предоставления ультрафиолетовых лазеров исследователям и OEM-интеграторам, работающим на различных рынках и в различных областях применения, а также более 1000 поступивших в эксплуатацию единиц, у нас есть опыт, чтобы гарантировать, что вы получите правильный продукт для приложения. Сотрудничество с RPMC гарантирует, что вы получите надежные рекомендации от нашего знающего и технического персонала по широкому спектру лазерной продукции. RPMC и наши производители готовы и могут предоставить индивидуальные решения для вашего уникального приложения.

Если у вас есть какие-либо вопросы или вам нужна помощь, свяжитесь с нами здесь. Кроме того, вы можете написать нам по адресу [email protected]   , чтобы поговорить со знающим менеджером по продукту.

В качестве альтернативы можно использовать фильтры на этой странице, чтобы сузить выбор ультрафиолетовых лазеров для продажи. Наконец, зайдите в наш Центр знаний, где вы найдете нашу страницу Lasers 101, а также страницы блогов, технических документов и часто задаваемых вопросов для дальнейшего углубленного чтения.

Наконец, загляните на нашу страницу «Ограниченное предложение — в наличии — купить сейчас». На этой странице представлен постоянно меняющийся ассортимент различных типов новых лазеров по сниженным ценам.

Показать больше

Показать меньше

Фильтры
Перезагрузить

более
более

10203040

более
более

10203040

Серия жаворонков

Серия сверхнадежных, высокопроизводительных одночастотных лазеров Skylark доступна для различных длин волн с высокой средней мощностью, что делает их хорошо подходящими для различных узкоспециализированных научных и промышленных приложений. Технология BRaMMS® обеспечивает превосходную производительность, высокую выходную мощность и выдающиеся характеристики луча при общем компактном размере. Лазеры серии Skylark используются в ряде приложений, включая голографию, метрологию, спектроскопию и квантовые технологии.

Аэро серия

Серия Aero — это высокоэнергетический DPSS-лазер, время работы которого составляет менее 15 наносекунд с несколькими вариантами длины волны, включая 266, 355, 532 и 1064 нм. Эта серия обеспечивает непревзойденную точность даже в самых сложных условиях. Все модели поставляются в чрезвычайно компактном и прочном едином блоке с радиатором с кондуктивным охлаждением, а также с водяным охлаждением. Он поставляется с доступными опциями для расширения луча и коллимационной оптики. Эта серия лазеров идеально подходит для таких приложений, как LIBS, спектроскопия и атмосферный лидар.

Серия ХЛ

Серия HL предлагает универсальные и высококачественные лазерные диоды с различными длинами волн и высокой мощностью, идеально подходящие для прямой визуализации, промышленных и биомедицинских приложений. Эти надежные, эффективные и компактные диоды поставляются в корпусах TO-Can, что делает их идеальными для OEM-интеграции. Кроме того, они работают с колебаниями в режиме TE и соответствуют требованиям RoHS, что обеспечивает безопасное использование. Выберите серию HL из-за качества, надежности и производительности лазерных диодов.

Серия LaserBoxx HPE

Серия LaserBoxx HPE — это универсальная и настраиваемая серия лазерных модулей, которая обеспечивает превосходную производительность и надежность в компактной лазерной головке со встроенным драйвером. Обладая широким диапазоном длин волн от УФ до БИК, эта серия предлагает мощные лазерные диодные модули, которые идеально подходят для различных приложений. Серия LaserBoxx HPE также включает съемные многомодовые оптоволоконные разъемы и специальное управляющее программное обеспечение с интерфейсами USB и RS232, а также внешний контроллер с индикатором мощности, что обеспечивает простую интеграцию и точное управление мощностью и модуляцией.

Серия LaserBoxx с низким уровнем шума

Серия низкошумных диодных лазерных модулей LaserBoxx с низким уровнем шума с различными длинами волн от 375 до 785 нм и выходной мощностью до 350 мВт предлагает настраиваемые лазерные решения для OEM-модулей и модулей plug & play. Благодаря расширенным характеристикам, таким как превосходное качество луча, стабильность и возможности модуляции, наши лазеры обеспечивают сверхнизкий уровень шума и широкий спектр опций для подключения оптоволокна SM, MM и PM. Наше специальное программное обеспечение для управления, интерфейсы USB и RS232, а также внешний контроллер с индикатором мощности упрощают интеграцию, эксплуатацию и удаленную диагностику. Кроме того, наша прочная и компактная конструкция и широкий выбор стандартных длин волн гарантируют, что наши лазеры могут удовлетворить ваши конкретные потребности.

Серия Онда

Серия Onda представляет собой наносекундную OEM-лазерную платформу DPSS, предназначенную для высокотехнологичных приложений, требующих превосходного качества луча и высокой пиковой мощности в таких материалах, как металлы, стекло, пластмассы и различные хрупкие и твердые материалы. Эта компактная и простая в использовании серия лазеров доступна с длинами волн 266, 355, 532 и 1064 нм, с расширенным диапазоном рабочих температур и превосходным соотношением производительности и стоимости. Внутренняя оптическая схема серии Onda и точное управление температурой обеспечивают высокую выходную энергию без ущерба для срока службы каскадов THG и FHG.

Серия Q-TUNE

Серия Q-TUNE представляет собой высокоэффективный лазер с перестраиваемой длиной волны, разработанный для исследователей, работающих в области спектроскопии с временным разрешением, метрологии, фотоакустической визуализации и дистанционного зондирования. Этот лазер использует оптический параметрический генератор (OPO) для создания перестраиваемого диапазона длин волн 410-2300 нм с шириной линии менее 6 см-1, которая может быть расширена до 210-410 нм с помощью дополнительного генератора второй гармоники. Имея длительность импульса менее 5 нс и максимальную частоту повторения 100 Гц, серия Q-TUNE обеспечивает идеальный когерентный источник света для точных научных измерений.

Серия Q-SHIFT

Серия Q-SHIFT DPSS-лазеров с модуляцией добротности предназначена для исследователей и специалистов по применению, работающих в области микрообработки, дерматологии, LIDAR, лазерной спектроскопии с временным разрешением и LIBS. Благодаря встроенному каскаду нелинейного преобразования длины волны эта серия позволяет производить нетрадиционные фундаментальные длины волн DPSS, включая варианты 1163, 1177, 1300, 1317, 1551 и 1571 нм, что делает ее идеальным выбором для тех, кто ищет длины волн, недоступные для обычные твердотельные лазерные источники. С дополнительным генератором гармоник можно генерировать до 4-й гармоники для каждой основной длины волны, обеспечивая еще большую универсальность.

Q-искра

Серия Q-SPARK представляет собой лазер с диодной накачкой и модуляцией добротности с воздушным охлаждением, предназначенный для исследователей и специалистов по применению, работающих с абляцией, LIDAR, дистанционным зондированием и приложениями LIBS. Лазер генерирует субнаносекундные или наносекундные импульсы с пиковой мощностью до 20 МВт и энергией импульса до 10 мДж, что делает его идеальным для широкого спектра применений. Благодаря короткому импульсу <1,5 нс, компактному корпусу с воздушным охлаждением и инновационной безводной технологии торцевой накачки лазерного кристалла серия Q-SPARK обеспечивает высококачественные лазерные лучи с малой расходимостью, подобные Гауссу.

Серия Q1

Серия Q1 представляет собой компактный, энергоэффективный лазер с диодной накачкой, воздушным охлаждением и модуляцией добротности, работающий на длинах волн 1064 и 1053 нм, с энергией импульса до 45 мДж и частотой повторения до 50 Гц. Высокая пиковая мощность и низкая расходимость серии Q1 обеспечивают эффективное преобразование гармоник через 5-ю гармонику (213 или 211 нм). Инновационная конструкция позволяет создать удобную систему «под ключ», которая требует минимального обслуживания, а переменная частота повторения импульсов лазера и встроенный генератор синхроимпульсов обеспечивают гибкость запуска пользовательского оборудования.

Серия Q2

Серия Q2 представляет собой лазер с диодной накачкой, полностью воздушным охлаждением и модуляцией добротности, предназначенный для широкого спектра применений, требующих импульсов высокой пиковой мощности. Его инновационная технология торцевой накачки безводного лазерного кристалла создает гауссовые лазерные лучи с малой расходимостью и высокой пиковой мощностью, что позволяет эффективно преобразовывать гармоники через 5-ю гармонику. Эта универсальная платформа может быть сконфигурирована различными способами, включая энергию импульса до 80 мДж при частоте повторения импульсов 10 Гц или до 20 мДж при частоте повторения импульсов 100 Гц. Лазер может излучать с длиной волны 1053 нм или 1064 нм, а в конфигурации с коротким резонатором длительность импульса может быть уменьшена на 50% по сравнению со стандартной конфигурацией.

Серия Q2HE

Серия Q2HE представляет собой серию высокоэнергетических твердотельных (DPSS) лазеров с модуляцией добротности и диодной накачкой, доступных с основной длиной волны 1053 нм или 1064 нм, с дополнительной генерацией 2-й, 3-й, 4-й или 5-й гармоники. . Эта серия лазеров с воздушным охлаждением предназначена для широкого спектра применений, требующих импульсов высокой пиковой мощности. Благодаря короткому лазерному резонатору, превосходным тепловым свойствам кристалла и инновационной технологии безводного охлаждения кристалла серия Q2HE может обеспечивать энергию импульса до 120 мДж и/или среднюю выходную мощность до 4 Вт. Эта усовершенствованная конструкция лазера позволяет создать компактную, удобную в использовании систему «под ключ», которая требует минимального обслуживания.

Серия РВЛП

Серия RWLP предлагает доступное и универсальное решение для ваших задач лазерного применения с одномодовыми и многомодовыми опциями и длинами волн от 405 нм до ИК-диапазона. Благодаря настраиваемым параметрам наша команда может помочь вам решить любые проблемы, с которыми вы можете столкнуться. Серия RWLP, прошедшая строгие испытания на надежность в течение длительного времени, обеспечивает стабильную производительность и высокое качество луча. Эта серия идеально подходит для интеграции и поддерживает множество приложений, включая биологические и аналитические приборы.

Серия микросхем

Серия Microchip представляет собой линейку сверхкомпактных лазеров с пассивной модуляцией добротности, однопродольной моды (SLM), узкой ширины линии, DPSS-лазеров, которые обеспечивают исключительную производительность в компактном форм-факторе. Лазеры имеют длительность импульса от 400 пс до 2 нс, уровень энергии до 80 мкДж и частоту следования до 100 кГц. Доступные в диапазоне длин волн от УФ до БИК, эта серия предназначена для OEM-интеграторов и исследователей, работающих с LIDAR, 3D-сканированием, LIBS, приборами ночного видения и т. д. Лазеры предлагают как наносекундные, так и пикосекундные варианты и взаимозаменяемы с одинаковым форм-фактором и электрическими и программными интерфейсами для разных длин волн, что делает их гибким и универсальным решением.

Серия СОЛ

Серия SOL — это самый компактный наносекундный лазер DPSS с воздушным охлаждением и модуляцией добротности в диапазоне мощностей от 4 Вт до 40 Вт при 1064 нм. Лазеры серии SOL, доступные на длинах волн 1064 нм, 532 нм и 355 нм, обеспечивают превосходное качество луча и высокую пиковую мощность до 10 Вт и 650 мкДж на длине волны 532 нм и 4 Вт на длине волны 355 нм, что делает их идеальным источником для самых требовательных промышленных и научных приложений. Благодаря прочной, компактной, легкой и простой в использовании конструкции лазер SOL легко интегрируется в приложения микрообработки и маркировки, обеспечивая превосходную эксплуатационную гибкость и соотношение производительности и стоимости.

Клин серии

Серия Wedge представляет собой линейку лазеров DPSS, разработанных специально для OEM-применений, таких как микрообработка твердых и мягких материалов, специальная маркировка, гравировка стекла и кристаллов, LIDAR, LIBS, спектроскопия и медицинская диагностика. Эти лазеры с диодной накачкой, основанные на запатентованной технологии быстрой модуляции добротности, компактны, герметичны и монолитны, что делает их нечувствительными к вибрациям и неблагоприятным условиям окружающей среды. Обладая высокой пиковой мощностью и относительно низким выделением энергии и тепла, они обеспечивают эффективную абляцию и нелинейное взаимодействие с большинством материалов. Компактный и легкий корпус является большим преимуществом в лидарах и других аэрокосмических приложениях, а короткие импульсы обеспечивают чрезвычайно точные измерения времени пролета.