紫外LED灯相比紫外汞灯的优势

紫外线是什么

紫外线 (Ultraviolet, UV) 是一种电磁辐射，其波长比可见光短，但比X射线长。阳光中存在紫外线辐射，约占太阳总电磁辐射输出的10%。紫外线覆盖100-380nm的波长光谱，并按波长细分为三个区域：UVA（320-400nm）、UVB（280-320nm）和UVC（200 -280nm）。紫外线肉眼不可见，人眼的晶状体可阻挡大部分波长范围为300–400nm的辐射，较短的波长被角膜阻挡。

下图：紫外线UV光谱图

紫外汞灯的缺点

紫外线各波段中，UVC杀菌效果，所以短波紫外线UVC广泛以汞灯的形式用于灭活微生物。 然而，紫外汞灯有几个关键的局限性：

1. 紫外线灯很脆弱，因此在受到任何冲击时存在因破裂而导致汞泄漏的风险。

2. 汞灯预热时间很长，并且在低温下无法发挥更大功效。

紫外LED的优点

由于汞灯的这些弱点，研究人员开发了紫外发光二极管 (UV LED) 作为替代方案。LED 结构通常由“n 型”和“p 型”半导体材料之间的结组成。电流是由“n 型”层中的移动电子引起的，载流子是“p 型”层中带正电的空穴。为了发光，电子和空穴在结处重新连接。与传统紫外汞灯相比，UV LED灯有以下优势：

1. 紫外LED尺寸非常小，因此它们可以轻松融入设备的各种设计中。

2. UV LED一打开就会发出高强度的光，无需预热时间，即开即用。

3. UV LED不含汞，无论温度如何，都能产生一致的照射输出，这使得它们即使在冷藏条件下也能发挥作用。

4. LED寿命长，无需频繁更换。

5. UV LED可以配置为发射某些目标波长。的杀菌波长出现在260-265nm的峰值处，此时DNA吸收紫外线最多，LED可以设计成产生这些特定波长。

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Reference: Using UVC Light-Emitting Diodes at Wavelengths of 266 to 279 Nanometers To Inactivate Foodborne Pathogens and Pasteurize Sliced Cheese, Soo-Ji Kim, Do-Kyun Kim, Dong-Hyun Kang