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发光波长范围为 200 ～ 400nm 的 LED 被归类到紫外线发光二极管 (UV LED) 。这个波长范围又被细为三个波段，即波长为 300 ～ 400nm 的 UV-A ，波长为 280 ～ 315nm 的 UV-B ，以及波长为 200 ～ 280nm 的 UV-C 。 UV-C LED 特别适合用来杀菌，被认为可取代现有的低压汞蒸气灯。越来越多的 LED 光源和 LED 照明制造商正在供应 UV-C LED 产品。与采用汞蒸气灯的照明系统相比，评估基于 LED 的系统时，应考虑以下几个特性： 整体效率 就总体拥有成本而言，最重要的考虑因素之一是系统的整体效率。虽然汞蒸气灯可能具有更高的灯效率，但整体系统性能还要由其他几个因素决定。第一个是光谱响应。 UV-C 汞蒸气灯的光谱响应在大约 185 ～ 254nm 处达到峰值。这些都是无法调整的材料固定发光性能。研究表明，破坏微生物 RNA 和 DNA 的最佳波长约为 265nm( 如图 1 所示 ) 。 图 1 ：用消杀大肠杆菌效果作比较的低压和中压汞蒸气灯光谱响应。 ( 图片来源：维基百科 ) UV-C LED 目前有包括 265nm 在内的几种不同波长的产品，因此可以优化照明系统的效率 ( 图 2) 。 图 2 ：用消杀大肠杆菌效果作比较的 UV-C LED(265nm) 光谱响应。 墙插效率 墙插效率被定义为输出发光功率与输入电功率的比值。目前，汞蒸气灯的墙插效率超过了基于 UV-C LED 的系统。然而，汞蒸气的寿命要短很多，因此会抵消这一优势。 LED 灯具寿命的一个普遍接受的指标是 L70( 发光性能退化到其初始值的 70% 所需的时间 ) 。类似地， UV-C 产品也用 R70 指标来表征。与可实现 1 万小时 R70 的 LED 产品相比，典型汞蒸气灯的 R70 在 2 ～ 8 千小时之间。 预热时间 在总体拥有成本方面，最后一个考虑因素是预热时间。汞蒸气灯的预热时间在 1 ～ 5 分钟之间。由于预热时间过长，人们一般会将灯长时间保持在通电状态。相比之下， UV-C LED 和所有其他 LED 一样，可以无限次地瞬时开关循环，这意味着它们在环境需要时再打开使用也不迟。 不直接涉及拥有成本的其它因素还包括环境因素 ( 有汞还是无汞 ) 、物理尺寸 ( 基于 LED 的产品可以小到足以能够装进汞蒸气灯无法进入的空间 ) 、安全相关因素以及所需的输入电源 ( 汞蒸气的电压高，而 LED 电压低 ) 。 此外，在将一种 UV-C LED 照明系统与另一种 UV-C LED 照明系统进行比较时，也有一些因素需要考虑。如上所述， UV-C LED 可以被设计成发射几乎任何波长的光。 2020 年发表在《新英格兰医学杂志》上的一篇文章提供了紫外线波长的杀毒效率曲线。不出所料，从 265nm 的最佳波长开始，杀毒效率随着阳性或阴性δ值的增加而降低。将该因子应用于给定产品的 R70 ，可以更好地反映该产品在其预期寿命内的有效性。 产品的 R70 与 LED 裸片制造中使用的外延材料直接相关。一般使用由氮化镓、氮化铝镓或氮化铝组成的外延材料来生产 UV LED 。较高的铝含量意味着更短的波长和更低的寿命。因此，即使不含铝的 LED 在杀毒效率方面不太理想，但由于具有较高的 R70 ，因此从长远角度看可以提供更好的总体性能。 说到 R70 ，人们经常会看到由单个数字组成的 R70 规范，例如“ R70=1 万小时”。实际上，该规范这样表达是有缺陷的，因为它没有标注条件，既缺乏参考温度，又缺乏参考输入电流。与所有其他 LED 一样， UV-C LED 的长期性能与 LED 裸片的结温成反比，也就是说，结温越高， LED 的劣化速度就越快。结温取决于环境温度和输入电流。完整的 R70 规范应同时包括这两个参数，比如在 25 ℃温度和 100mA 输入电流条件下， R70=1 万小时。 在评估基于 UV-C LED 的产品时，最后一个考虑因素是这些产品所代表的范式转变。用于普通照明的 LED 灯具，由于其无穷无尽的形状、波长和颜色调节能力，以及易于与其他建筑系统集成的能力，因此改变了人们对光源应该是什么样子和做什么的全面性理解。由于人们对杀菌系统的实施越来越感兴趣，类似的转变即将在 UV-C LED 产品领域中发生。随着 UV-C LED 性能和灵活性的提高，在基础设施和其他环境下的各种新应用中，可能很快就会见到这方面的产品。 关注公众号“优特美尔商城”，获取更多电子元器件知识、电路讲解、型号资料、电子资讯，欢迎留言讨论。

现有的紫外线强度测试有两种，一个是标准的测试仪器， 200 以上，一两千的也有，数字化，很准，但是使用要求高。另一种是紫外线测试卡，两三块一张，随身携带很方便，其中使用的是光敏变色涂料，在不同的紫外强度下颜色深度不同，可以定性参考（淘宝都有得卖哦）。 但是比专业仪器简单，比变色卡直观，操作简单又不贵的东西就没有了。所以就需要自己制作一个。 首先在淘宝上买了一个 GY-ML8511的传感器模块，15元，回来接好线并将使能EN脚拉高，如下图所示。其实还有一种是 UVM-30A 的传感器也能用，但是贵不少。 下图是入射功率和输出电压的比例关系，可以看出基本是线性的。 下图是这个传感器的响应频谱，集中在紫外波段，含有少量的紫光成分。 剩下的就是怎么样把输出的电压显示出来，我是从来懒得自己设计编程的人，那么自然想到了电量指示模块，下图也是在淘宝一起买的模块， 10 元。通过对标准电压的比较，给出不同的颜色显示，最右侧最低挡位是绿色，最左侧是红色，中间档位是黄色。使用的是 LM3914 来驱动灯条，宽电压输入，基准电压为 1.25V 。 而我们上面传感器的输出最大到 2.5V 左右，因此就需要分压来实现。由于原电路上接的是 Vcc 电压，所以需要把电路切开，然后把分压的电位器高位接传感器的输出 OUT 。割线如下图，原理图可以在淘宝上搜，很简单。接好线路以后，从 OUT 输入一个 2V 电压，调节右边的电位器，使 LM3914 的信号输入引脚正好是 1V ，说明分压成功。由于传感器最低输出就是 1V ，所以从 OUT 输入一个 1V 电压，调节左边的电位器，使灯条正好最下面的灯点亮。 正好以前拆了一个坏的玩具剩下一个电池盒，正好接上去用。 用紫外灯测试，直接爆到红灯。 测试我们的 “紫外”灭蝇灯，竟然是 1 档？！看来这个只是紫光 LED ，果然是廉价货。 近距离测试紫外灯显示 6 档。 放上我的防紫外线眼镜以后回落到 1 档，说明我的眼镜还是有防紫外线的作用的。 总共花费25元硬件成本，人工500，大功告成。最后放上一个动画，距离紫外灯不同距离时候显示的不同颜色。

光的组成是指具有不同波长的太阳光谱成分，据测定， 太阳的波长范围主要在150～4 000nm，其中 可见光 （即红、橙、黄、绿、蓝、紫）波长在380～760nm之间， 占全部太阳光辐射的52%， 不可见光中红外线占43%，紫外线占5%。 UVA 波段： 波长320～400nm，又称为长波黑斑效应紫外线 。它有很强的穿透力，可以穿透大部分透明的玻璃以及塑料。日光中含有的长波紫外线有超过98%能穿透臭氧层和云层到达地球表面。 对人体主要作用：使皮肤变黑、过早衰老，所以又被称为 老化射线 。   UVB 波段 ：波长 275 ～ 320nm ，又称为中波红斑效应紫外线。中等穿透力，它的波长较短的部分会被透明玻璃吸收，日光中含有的中波紫外线大部分被臭氧层所吸收，只有不足 2% 能到达地球表面，在夏天和午后会特别强烈。 UVB 紫外线对人体具有红斑作用，能促进体内矿物质代谢和 维生素D 的形成，但长期或过量照射会令皮肤晒黑，并引起红肿脱皮。 产生 急性皮炎（即晒伤） 等症状，皮肤会变红、发痛。长时间的曝晒，还容易导致皮肤癌变。UVB又称“户外紫外线”，它是引起皮肤泛红、发炎等晒伤性表现的主因。 根据不同的波长，紫外线中能透过臭氧层和云层到达地球表面的只有UVA和UVB部分。UV C 紫外线几乎都被 臭氧层 所吸收，对我们影响不大。紫外线对人类的影响主要表现为A紫外线和 B紫外线的综合作用。 UVB致癌性最强，晒红及晒伤作用为UVA的1000倍。 就杀菌速度而言，UVC处于微生物吸收峰范围之内，可在几秒之内通过破坏微生物的DNA结构杀死病毒和细菌，而UVA和UVB由于处于微生物吸收峰范围之外，杀菌速度很慢，往往需要数小时才能起到杀菌作用。 玻璃有很多种，石英玻璃的透过区间为0.2-3um，波长小于200nm的光吸收较为强烈.   生理效应 当紫外线照射人体或生物体后，发生生理变化。不同波长的紫外线的生理作用不同。根据紫外线对生物作用，在医疗上把紫外线划分为不同的波段：黑斑紫外线（曲线 A）在 320～400 纳米波段；红斑紫外线或保健射线（曲线 B）在 280～320 纳米波段；灭菌紫外线（曲线 C）在 200～320 纳米波段；致臭氧紫外线（曲线 D）在 180～200 纳米波段。 紫外线的致黑斑作用：波长在 320～400 纳米的紫外线又叫长波紫外线。该波段的紫外线生物作用较弱，但它对人体照射后使皮肤变黑，皮肤有明显的色素沉着作用，这就是紫外线的黑斑作用。该波段的紫外线可强烈地刺激皮肤，使皮肤新陈代谢加快、皮肤生长力加强和使皮肤加厚。A 波紫外线是治疗皮肤病的重要波段，像 *** 、**风等疾病。 UVA细分 UVA 可再细分为 UVA－2（320～340nm）与 UVA－1（340～400nm）。 UVA－1 穿透力最强，可达真皮层使皮肤晒黑，对皮肤的伤害性最大，但也是对它最容易忽视的，特别在非夏季时 UVA－1 强度虽然较弱，但仍然存在，会因为长时间累积的量，造成皮肤伤害。特别是皮肤老化松弛、皱纹、失去弹性、黑色素沉淀；UVA－2 则与 UVB 同样可到达皮肤表皮，它会引起皮肤晒伤、变红发痛、日光性角化症（老人斑）、失去透明感。 由此可见，防止紫外线照射给人体造成的皮肤伤害，主要是防止紫外线 UVB 的照射；而防止 UVA，则是为了避免皮肤晒黑。 SPF 是防晒系数（又叫防晒指数，Sun Protection Factor）的英文缩写，表明防晒用品所能发挥的防晒效能的高低。 每天早上 10 点到下午 2 点，太阳所发出的紫外线被大气层过滤掉的比率最小，所以紫外线的强度是一天当中最强的。因此，不管是学校老师或是家长，在替小朋友规划户外活动时，最好能够避开这段时间，大人也应该少在这一段时间外出。

紫外线激光器在印制电路板钻孔中的应用     当前用于制作印制 电路板 微通孔的激光器有四种类型:CO 2 激光器、YAG激光器、准分子激光器和铜蒸气激光器。CO2 激光器典型地用于生产大约75μm的孔，但是由于光束会从铜面上反射回来，所以它仅仅适合于除去电介质。CO 2激光器非常稳定、便宜，且不需维护。准分子激光器是生产高质量、小直径孔的最佳选择，典型的孔径值为小于10μm。这些类型最适合用于微型球栅阵列封装( microBGA) 设备中聚酷亚胶基板的高密度阵列钻孔。铜蒸气激光器的发展尚在初期，然而在需要高生产率时仍具有优势。铜蒸气激光器能除去电介质和铜，然而在生产过程中会带来严重问题，会使得气流只能在受限的环境中生产产品。 　　在印制电路板工业中应用最普遍的激光器是调QNd: YAG 激光器，其波长为355nm ，在紫外线范围内。这个波长可以在印制电路板钻孔时使大多数金属(Gu , Ni , Au , Ag) 融化，其吸收率超过50% (Meier 和Schmidt ， 2002) ，有机材料也能被融化。紫外线激光的光子能量可高达3.5 -7.5eV ，在融化过程中能够使化学键断裂，部分通过紫外线激光的光化学作用，部分通过光热作用。这些性能使紫外线激光成为印制电路板工业应用的首选。 　　YAG 激光系统有一个激光源，提供的能量密度(流量)超过4J/cm 2 ， 这个能量密度是钻开微通孔表面铜循所必需的。有机材料的融化过程需要的能量密度大约只有100mJ/cm 2 ， 例如环氧树脂和聚酷亚肢。为了在这样宽的频谱范围正确操作，需要非常准确和精密的控制激光能量。微通孔的钻孔过程需要两步，第一步用高能量密度激光打开铜箔，第二步用低能量密度激光除去电介质。 　　激光的波长为355nm 时，其典型的光点直径大约为20μm 。在脉冲时间小于140ns 时，激光的频率在10 - 50kHz 之间，这时的材料是不会产生热量的。 　　图给出了这种系统基本的原理图。通过计算机控制扫描器/反射系统定位激光束，通过焦阑透镜聚焦，可以使得光束以正确的角度钻孔。扫描过程通过软件产生一个矢量模式，以补偿材料和设计的偏差。扫描面积为55 x55mm 。这个系统与CAM 软件兼容，支持所有常用的数据格式。 　　激光系统是德国人Mis LPKF 提出的，其机械设计的基座是将坚硬的花岗岩，其表面磨光精度不低于3μm 。工作台支座放置在气体轴承上，由线性发动机来控制。定位的准确性由玻璃标尺来控制，其可重复性确保在± 1μm 。工作台本身安装了光学传感器，可以在不同的反射点对激光位置进行精确调整，补偿光学变形和长期漂移的偏差。调整后，由软件所产生的一系列修正数据，可覆盖整个扫描区域。漂移刻度补偿大约需要lmin 的时间进行操作。基板的任何变化，例如位置偏离基准，可以通过高分辨率的CCD 相机检测到，通过软件控制进行补偿。 　　这种系统非常适用于原型的生产，因为它能够钻孔和构形，从柔性到刚性印制电路板均可使用，包括金属聚合物，如阻焊剂、保护层、电介质等。Raman等人介绍了最先进的固态紫外线激光系统，以及其在高密度互连微通孔生产中的应用。 　　Lange 和Vollrath 解释了紫外线激光系统(微线钻孔600 系统)在钻孔、构形和切割中的各种应用。该系统可以钻孔和微通孔，铜层孔径减小到了30μm ，并且对于一定范围内的基材能进行单步操作，这种系统也能生产最小宽度为20μm 的印制电路板外层导线，其生产能力大大超过了光化学。这种系统的生产速度可高达250 钻的操作，并能够允许所有标准输入，例如Gerber 和HPGL 。它的操作面积是640mm x 560mm (25. 2in x 22in) ，最大的材料高度为50mm (2in) ，可适用于大部分常用基板。机器工作台的基座和它的导轨都是用天然的花岗岩制作的，精确度为±3μm 。工作台由线性驱动器驱动，由空气轴承支撑;位置由具有热量补偿的玻璃标尺控制，其精度为土iμm 。操作台上基板的安装是通过真空设备完成的。