பாதரச நீராவி, ஒளி உமிழும் டையோடு (LED) மற்றும் எக்சைமர் ஆகியவை தனித்துவமான புற ஊதா-குணப்படுத்தும் விளக்குத் தொழில்நுட்பங்கள் ஆகும். இந்த மூன்றும் மைகள், பூச்சுகள், பசைகள் மற்றும் பிதுக்கல்களைக் குறுக்கிணைப்பதற்காகப் பல்வேறு ஒளிப்பலபடியாக்கல் செயல்முறைகளில் பயன்படுத்தப்பட்டாலும், வெளிப்படும் புற ஊதா ஆற்றலை உருவாக்கும் வழிமுறைகளும், அதற்கேற்ற நிறமாலை வெளியீட்டின் பண்புகளும் முற்றிலும் வேறுபட்டவை. இந்த வேறுபாடுகளைப் புரிந்துகொள்வது, பயன்பாடு மற்றும் சூத்திர உருவாக்கம், புற ஊதா-குணப்படுத்தும் மூலத் தேர்வு மற்றும் ஒருங்கிணைப்பு ஆகியவற்றில் முக்கியப் பங்கு வகிக்கிறது.
பாதரச நீராவி விளக்குகள்
மின்முனை வில் விளக்குகள் மற்றும் மின்முனையற்ற நுண்ணலை விளக்குகள் ஆகிய இரண்டுமே பாதரச ஆவி வகையின் கீழ் வருகின்றன. பாதரச ஆவி விளக்குகள் என்பவை ஒரு வகை நடுத்தர அழுத்த, வாயு வெளியேற்ற விளக்குகள் ஆகும். இவற்றில், ஒரு சிறிய அளவு தனிமப் பாதரசம் மற்றும் மந்த வாயு ஆகியவை, மூடப்பட்ட குவார்ட்ஸ் குழாயின் உள்ளே பிளாஸ்மாவாக ஆவியாக்கப்படுகின்றன. பிளாஸ்மா என்பது மின்சாரத்தைக் கடத்தும் திறன் கொண்ட, மிக அதிக வெப்பநிலையுடைய ஒரு அயனியாக்கப்பட்ட வாயு ஆகும். இது ஒரு வில் விளக்கின் உள்ளே உள்ள இரண்டு மின்முனைகளுக்கு இடையில் மின்னழுத்தத்தைச் செலுத்துவதன் மூலமாகவோ அல்லது வீட்டு நுண்ணலை அடுப்பைப் போன்ற ஒரு மூடிய அமைப்பு அல்லது குழிக்குள் மின்முனையற்ற விளக்கை நுண்ணலை செய்வதன் மூலமாகவோ உருவாக்கப்படுகிறது. ஆவியாக்கப்பட்டவுடன், பாதரச பிளாஸ்மா புற ஊதா, கண்ணுக்குப் புலப்படும் மற்றும் அகச்சிவப்பு அலைநீளங்களில் பரந்த நிறமாலை ஒளியை வெளியிடுகிறது.
ஒரு மின் வில் விளக்கைப் பொறுத்தவரை, செலுத்தப்படும் மின்னழுத்தம் மூடப்பட்ட குவார்ட்ஸ் குழாய்க்கு ஆற்றலூட்டுகிறது. இந்த ஆற்றல் பாதரசத்தை ஒரு பிளாஸ்மாவாக ஆவியாக்கி, ஆவியான அணுக்களிலிருந்து எலக்ட்ரான்களை வெளியிடுகிறது. எலக்ட்ரான்களில் ஒரு பகுதி (-), விளக்கின் நேர்மின் முனை அல்லது ஆனோடை (+) நோக்கிப் பாய்ந்து, புற ஊதா அமைப்பின் மின்சுற்றுக்குள் செல்கிறது. புதிதாக எலக்ட்ரான்களை இழந்த அணுக்கள், நேர்மின் ஏற்றம் பெற்ற கேஷன்களாக (+) மாறி, விளக்கின் எதிர்மின் ஏற்றம் பெற்ற டங்ஸ்டன் மின்முனை அல்லது கேத்தோடை (-) நோக்கிப் பாய்கின்றன. அவை நகரும்போது, கேஷன்கள் வாயுக்கலவையில் உள்ள நடுநிலை அணுக்களைத் தாக்குகின்றன. இந்தத் தாக்கம், நடுநிலை அணுக்களிலிருந்து கேஷன்களுக்கு எலக்ட்ரான்களை மாற்றுகிறது. கேஷன்கள் எலக்ட்ரான்களைப் பெறும்போது, அவை குறைந்த ஆற்றல் நிலைக்குச் செல்கின்றன. இந்த ஆற்றல் வேறுபாடு, குவார்ட்ஸ் குழாயிலிருந்து வெளிப்புறமாகப் பரவும் ஃபோட்டான்களாக வெளியேற்றப்படுகிறது. விளக்குக்குத் தேவையான ஆற்றல் வழங்கப்பட்டு, அது சரியாகக் குளிர்விக்கப்பட்டு, அதன் பயனுள்ள ஆயுட்காலத்திற்குள் இயக்கப்படும் பட்சத்தில், புதிதாக உருவாக்கப்பட்ட கேஷன்களின் (+) தொடர்ச்சியான விநியோகம் எதிர்மின் முனை அல்லது கேத்தோடை (-) நோக்கி ஈர்க்கப்பட்டு, மேலும் பல அணுக்களைத் தாக்கி, புற ஊதா ஒளியின் தொடர்ச்சியான உமிழ்வை உருவாக்குகிறது. மைக்ரோவேவ் விளக்குகள் இதே போன்றே செயல்படுகின்றன, ஆனால் மின்சுற்றுக்குப் பதிலாக ரேடியோ அதிர்வெண் (RF) எனப்படும் மைக்ரோ அலைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. மைக்ரோவேவ் விளக்குகளில் டங்ஸ்டன் மின்முனைகள் இல்லாததாலும், அவை பாதரசம் மற்றும் மந்த வாயுவைக் கொண்ட ஒரு மூடப்பட்ட குவார்ட்ஸ் குழாயாக மட்டுமே இருப்பதாலும், அவை பொதுவாக மின்முனையற்றவை என்று குறிப்பிடப்படுகின்றன.
அகலப்பட்டை அல்லது பரந்த நிறமாலை பாதரச நீராவி விளக்குகளின் புற ஊதா வெளியீடானது, புற ஊதா, கண்ணுக்குப் புலப்படும் மற்றும் அகச்சிவப்பு அலைநீளங்களை ஏறக்குறைய சம விகிதத்தில் உள்ளடக்கியுள்ளது. புற ஊதாப் பகுதியானது UVC (200 முதல் 280 nm வரை), UVB (280 முதல் 315 nm வரை), UVA (315 முதல் 400 nm வரை) மற்றும் UVV (400 முதல் 450 nm வரை) அலைநீளங்களின் கலவையை உள்ளடக்கியுள்ளது. 240 nm-க்குக் குறைவான அலைநீளங்களில் UVC-ஐ வெளியிடும் விளக்குகள் ஓசோனை உருவாக்குகின்றன, மேலும் அவற்றுக்கு வெளியேற்றம் அல்லது வடிகட்டுதல் தேவைப்படுகிறது.
இரும்பு (Fe), காலியம் (Ga), ஈயம் (Pb), தகரம் (Sn), பிஸ்மத் (Bi) அல்லது இண்டியம் (In) போன்ற கலப்புப் பொருட்களைச் சிறிய அளவில் சேர்ப்பதன் மூலம் ஒரு பாதரச ஆவி விளக்கின் நிறமாலை வெளியீட்டை மாற்றியமைக்க முடியும். சேர்க்கப்பட்ட உலோகங்கள் பிளாஸ்மாவின் அமைப்பை மாற்றுகின்றன, அதன் விளைவாக, நேர்மின் அயனிகள் எலக்ட்ரான்களைப் பெறும்போது வெளியிடப்படும் ஆற்றலையும் மாற்றுகின்றன. உலோகங்கள் சேர்க்கப்பட்ட விளக்குகள் கலப்பு செய்யப்பட்டவை, கூட்டுப்பொருள் கொண்டவை மற்றும் உலோக ஹாலைடு என குறிப்பிடப்படுகின்றன. பெரும்பாலான புற ஊதா-உருவாக்கப்பட்ட மைகள், பூச்சுகள், பசைகள் மற்றும் பிதுக்கல்கள் ஆகியவை வழக்கமான பாதரசம் (Hg) அல்லது இரும்பு (Fe) கலப்பு செய்யப்பட்ட விளக்குகளின் வெளியீட்டிற்குப் பொருந்தும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. இரும்பு கலப்பு செய்யப்பட்ட விளக்குகள் புற ஊதா வெளியீட்டின் ஒரு பகுதியை நீண்ட, கண்ணுக்குப் புலப்படும் அலைநீளங்களுக்கு மாற்றுகின்றன, இது அடர்த்தியான, அதிக நிறமி கொண்ட கலவைகளின் வழியே சிறந்த ஊடுருவலுக்கு வழிவகுக்கிறது. டைட்டானியம் டை ஆக்சைடு கொண்ட புற ஊதா கலவைகள் காலியம் (GA) கலப்பு செய்யப்பட்ட விளக்குகளுடன் சிறப்பாக இறுகுகின்றன. இதற்குக் காரணம், காலியம் விளக்குகள் புற ஊதா வெளியீட்டின் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க பகுதியை 380 நானோமீட்டருக்கும் அதிகமான அலைநீளங்களை நோக்கி மாற்றுகின்றன. டைட்டேனியம் டைஆக்சைடு சேர்க்கைப் பொருட்கள் பொதுவாக 380 nm-க்கு மேற்பட்ட ஒளியை உறிஞ்சுவதில்லை என்பதால், வெள்ளை நிறக் கலவைகளைக் கொண்ட கேலியம் விளக்குகளைப் பயன்படுத்துவது, சேர்க்கைப் பொருட்களைக் காட்டிலும் ஒளித்தூண்டிகளால் அதிக புற ஊதா ஆற்றலை உறிஞ்சிக்கொள்ள அனுமதிக்கிறது.
நிறமாலை விவரங்கள், ஒரு குறிப்பிட்ட விளக்கு வடிவமைப்பிற்கான கதிர்வீச்சு வெளியீடு மின்காந்த நிறமாலையில் எவ்வாறு பரவியுள்ளது என்பதை சூத்திரமாக்குபவர்களுக்கும் இறுதிப் பயனர்களுக்கும் ஒரு காட்சிப் பிரதிநிதித்துவத்தை வழங்குகின்றன. ஆவியாக்கப்பட்ட பாதரசம் மற்றும் சேர்க்கை உலோகங்கள் வரையறுக்கப்பட்ட கதிர்வீச்சுப் பண்புகளைக் கொண்டிருந்தாலும், குவார்ட்ஸ் குழாயின் உள்ளே உள்ள தனிமங்கள் மற்றும் மந்த வாயுக்களின் துல்லியமான கலவை, விளக்கின் கட்டுமானம் மற்றும் பதப்படுத்தும் அமைப்பின் வடிவமைப்பு ஆகிய அனைத்தும் புற ஊதா (UV) வெளியீட்டைப் பாதிக்கின்றன. திறந்த வெளியில் ஒரு விளக்கு வழங்குநரால் இயக்கப்பட்டு அளவிடப்படும் ஒருங்கிணைக்கப்படாத விளக்கின் நிறமாலை வெளியீடானது, சரியாக வடிவமைக்கப்பட்ட பிரதிபலிப்பான் மற்றும் குளிரூட்டலுடன் கூடிய ஒரு விளக்குத் தலைக்குள் பொருத்தப்பட்ட விளக்கின் நிறமாலை வெளியீட்டிலிருந்து வேறுபட்டதாக இருக்கும். நிறமாலை விவரங்கள் புற ஊதா அமைப்பு வழங்குநர்களிடமிருந்து எளிதாகக் கிடைக்கின்றன, மேலும் அவை சூத்திர உருவாக்கம் மற்றும் விளக்குத் தேர்வில் பயனுள்ளதாக இருக்கின்றன.
ஒரு பொதுவான நிறமாலை வரைபடம், y-அச்சில் நிறமாலை ஒளிச்செறிவையும், x-அச்சில் அலைநீளத்தையும் காட்டுகிறது. நிறமாலை ஒளிச்செறிவை முழுமையான மதிப்பு (எ.கா. W/cm²/nm) அல்லது தன்னிச்சையான, சார்பு, அல்லது இயல்பாக்கப்பட்ட (அலகு இல்லாத) அளவீடுகள் உட்பட பல வழிகளில் காட்டலாம். இந்த வரைபடங்கள் பொதுவாக, வெளியீட்டை 10 nm பட்டைகளாகக் குழுவாக்கும் ஒரு கோட்டு வரைபடமாகவோ அல்லது ஒரு பட்டை வரைபடமாகவோ தகவலைக் காட்டுகின்றன. பின்வரும் பாதரச வில்விளக்கு நிறமாலை வெளியீட்டு வரைபடம், GEW-இன் அமைப்புகளுக்கான அலைநீளத்தைப் பொறுத்த சார்பு ஒளிச்செறிவைக் காட்டுகிறது (படம் 1).
படம் 1 »பாதரசம் மற்றும் இரும்பிற்கான நிறமாலை வெளியீட்டு வரைபடங்கள்.
ஐரோப்பாவிலும் ஆசியாவிலும் புற ஊதாக் கதிர்களை வெளியிடும் குவார்ட்ஸ் குழாயைக் குறிக்க 'விளக்கு' (Lamp) என்ற சொல் பயன்படுத்தப்படுகிறது, அதேசமயம் வட மற்றும் தென் அமெரிக்கர்கள் 'குமிழ்' (bulb) மற்றும் 'விளக்கு' (lamp) ஆகிய சொற்களை ஒன்றுக்கொன்று மாற்றாகப் பயன்படுத்துகின்றனர். 'விளக்கு' மற்றும் 'விளக்குத் தலை' (lamp head) ஆகிய இரண்டுமே, குவார்ட்ஸ் குழாய் மற்றும் பிற அனைத்து இயந்திர, மின் பாகங்களையும் உள்ளடக்கிய முழுமையான அமைப்பைக் குறிக்கின்றன.
மின்முனை வில் விளக்குகள்
மின்முனை வில் விளக்கு அமைப்புகள் ஒரு விளக்குத் தலை, ஒரு குளிரூட்டும் விசிறி அல்லது குளிர்விப்பான், ஒரு மின்வழங்கி மற்றும் ஒரு மனித-இயந்திர இடைமுகம் (HMI) ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளன. விளக்குத் தலையானது ஒரு விளக்கு (குமிழ்), ஒரு பிரதிபலிப்பான், ஒரு உலோக உறை அல்லது கூடு, ஒரு அடைப்பான் அமைப்பு, மற்றும் சில சமயங்களில் ஒரு குவார்ட்ஸ் சாளரம் அல்லது கம்பிப் பாதுகாப்பு ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது. GEW அதன் குவார்ட்ஸ் குழாய்கள், பிரதிபலிப்பான்கள் மற்றும் அடைப்பான் அமைப்புகளை, வெளிப்புற விளக்குத் தலை உறை அல்லது கூட்டிலிருந்து எளிதாக அகற்றக்கூடிய கேசட் அமைப்புகளுக்குள் பொருத்துகிறது. ஒரு GEW கேசட்டை அகற்றுவது பொதுவாக ஒரு ஆலன் குறடு மூலம் சில வினாடிகளில் செய்யப்படுகிறது. புற ஊதா வெளியீடு, ஒட்டுமொத்த விளக்குத் தலை அளவு மற்றும் வடிவம், அமைப்பின் அம்சங்கள் மற்றும் துணை உபகரணத் தேவைகள் ஆகியவை பயன்பாடு மற்றும் சந்தையைப் பொறுத்து மாறுபடுவதால், மின்முனை வில் விளக்கு அமைப்புகள் பொதுவாக ஒரு குறிப்பிட்ட வகை பயன்பாடுகளுக்காக அல்லது ஒத்த இயந்திர வகைகளுக்காக வடிவமைக்கப்படுகின்றன.
பாதரச நீராவி விளக்குகள் குவார்ட்ஸ் குழாயிலிருந்து 360° ஒளியை வெளியிடுகின்றன. ஆர்க் விளக்கு அமைப்புகள், விளக்கின் பக்கங்களிலும் பின்புறத்திலும் அமைந்துள்ள பிரதிபலிப்பான்களைப் பயன்படுத்தி, விளக்குத் தலைக்கு முன்னால் ஒரு குறிப்பிட்ட தூரத்தில் அதிக ஒளியைப் பிடித்துக் குவிக்கின்றன. இந்தத் தூரம் குவியம் என்று அழைக்கப்படுகிறது, மேலும் இங்குதான் ஒளிச்செறிவு மிக அதிகமாக இருக்கும். ஆர்க் விளக்குகள் பொதுவாக குவியத்தில் 5 முதல் 12 W/cm² வரையிலான வரம்பில் ஒளியை வெளியிடுகின்றன. விளக்குத் தலையிலிருந்து வெளிப்படும் புற ஊதாக் கதிர்களில் சுமார் 70% பிரதிபலிப்பானிலிருந்து வருவதால், பிரதிபலிப்பான்களைச் சுத்தமாக வைத்திருப்பதும், அவற்றை அவ்வப்போது மாற்றுவதும் முக்கியம். பிரதிபலிப்பான்களைச் சுத்தம் செய்யாமலும் மாற்றாமலும் இருப்பது, முழுமையாகக் காயாத நிலைக்கு ஒரு பொதுவான காரணமாகும்.
30 ஆண்டுகளுக்கும் மேலாக, GEW தனது பதப்படுத்தும் அமைப்புகளின் செயல்திறனை மேம்படுத்தி வருகிறது; குறிப்பிட்ட பயன்பாடுகள் மற்றும் சந்தைகளின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்யும் வகையில் அம்சங்களையும் வெளியீட்டையும் தனிப்பயனாக்கி, ஒருங்கிணைப்பு துணைக்கருவிகளின் ஒரு பெரிய தொகுப்பையும் உருவாக்கி வருகிறது. இதன் விளைவாக, GEW-இன் இன்றைய வணிகரீதியான தயாரிப்புகள், கச்சிதமான உறை வடிவமைப்புகள், அதிக புற ஊதாப் பிரதிபலிப்பு மற்றும் குறைந்த அகச்சிவப்புக் கதிர்களுக்காக மேம்படுத்தப்பட்ட பிரதிபலிப்பான்கள், அமைதியான ஒருங்கிணைந்த ஷட்டர் இயக்கமுறைகள், வலை ஓரங்கள் மற்றும் துளைகள், கிளிஞ்சல் வடிவ வலை ஊட்டம், நைட்ரஜன் மந்தமாக்கல், நேர் அழுத்தப்பட்ட தலைகள், தொடுதிரை இயக்குபவர் இடைமுகம், திட நிலை மின்வழங்கிகள், மேம்பட்ட செயல்பாட்டுத் திறன்கள், புற ஊதா வெளியீட்டைக் கண்காணித்தல் மற்றும் தொலைநிலை அமைப்பு கண்காணிப்பு ஆகியவற்றை உள்ளடக்கியுள்ளன.
நடுத்தர அழுத்த மின்முனை விளக்குகள் இயங்கும்போது, குவார்ட்ஸ் மேற்பரப்பு வெப்பநிலை 600 °C முதல் 800 °C வரையிலும், உள் பிளாஸ்மா வெப்பநிலை பல ஆயிரம் டிகிரி சென்டிகிரேடாகவும் இருக்கும். சரியான விளக்கு இயக்க வெப்பநிலையைப் பராமரிப்பதற்கும், வெளிப்படும் அகச்சிவப்பு ஆற்றலில் சிலவற்றை அகற்றுவதற்கும் கட்டாயக் காற்றே முதன்மை வழியாகும். GEW இந்தக் காற்றை எதிர்மறையாக வழங்குகிறது; அதாவது, காற்று உறை வழியாகவும், பிரதிபலிப்பான் மற்றும் விளக்கு வழியாகவும் இழுக்கப்பட்டு, இயந்திரம் அல்லது பதப்படுத்தும் மேற்பரப்பிலிருந்து விலகி, அந்த அமைப்பிலிருந்து வெளியேற்றப்படுகிறது. E4C போன்ற சில GEW அமைப்புகள் திரவக் குளிரூட்டலைப் பயன்படுத்துகின்றன, இது சற்றே அதிகமான புற ஊதா வெளியீட்டைச் சாத்தியமாக்குவதோடு, ஒட்டுமொத்த விளக்குத் தலையின் அளவையும் குறைக்கிறது.
மின்முனை வில் விளக்குகள் சூடாக்குதல் மற்றும் குளிர்வித்தல் சுழற்சிகளைக் கொண்டுள்ளன. குறைந்தபட்ச குளிர்வித்தலுடன் விளக்குகள் பற்றவைக்கப்படுகின்றன. இது பாதரச பிளாஸ்மாவை விரும்பிய இயக்க வெப்பநிலைக்கு உயரவும், கட்டற்ற எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் நேர்மின் அயனிகளை உருவாக்கவும், மின்னோட்டப் பாய்வைச் செயல்படுத்தவும் அனுமதிக்கிறது. விளக்குத் தலை அணைக்கப்படும்போது, குவார்ட்ஸ் குழாயைச் சீராகக் குளிர்விப்பதற்காக, குளிர்வித்தல் சில நிமிடங்களுக்குத் தொடர்ந்து இயங்குகிறது. அதிக சூடாக இருக்கும் ஒரு விளக்கு மீண்டும் பற்றவைக்கப்படாது, மேலும் அது தொடர்ந்து குளிர்விக்கப்பட வேண்டும். தொடக்க மற்றும் குளிர்வித்தல் சுழற்சியின் நீளம், அத்துடன் ஒவ்வொரு மின்னழுத்தப் பாய்ச்சலின் போதும் மின்முனைகளில் ஏற்படும் சிதைவு ஆகியவற்றின் காரணமாகவே, GEW மின்முனை வில் விளக்கு அமைப்புகளில் காற்றழுத்த ஷட்டர் பொறிமுறைகள் எப்போதும் ஒருங்கிணைக்கப்படுகின்றன. படம் 2, காற்றால் குளிர்விக்கப்படும் (E2C) மற்றும் திரவத்தால் குளிர்விக்கப்படும் (E4C) மின்முனை வில் விளக்குகளைக் காட்டுகிறது.
படம் 2 »திரவத்தால் குளிர்விக்கப்படும் (E4C) மற்றும் காற்றால் குளிர்விக்கப்படும் (E2C) மின்முனை வில் விளக்குகள்.
UV LED விளக்குகள்
குறைக்கடத்திகள் என்பவை ஓரளவு மின்கடத்தும் திறன் கொண்ட திடமான, படிகப் பொருட்கள் ஆகும். ஒரு மின்காப்பானை விட குறைக்கடத்தி வழியாக மின்சாரம் சிறப்பாகப் பாய்கிறது, ஆனால் ஒரு உலோகக் கடத்தியைப் போல சிறப்பாகப் பாய்வதில்லை. இயற்கையாகக் கிடைக்கும், ஆனால் செயல்திறன் குறைந்த குறைக்கடத்திகளில் சிலிக்கான், ஜெர்மானியம் மற்றும் செலினியம் ஆகிய தனிமங்கள் அடங்கும். வெளியீடு மற்றும் செயல்திறனுக்காக வடிவமைக்கப்பட்ட, செயற்கையாகத் தயாரிக்கப்பட்ட குறைக்கடத்திகள் என்பவை, படிக அமைப்பிற்குள் மாசுகள் துல்லியமாகப் பதிக்கப்பட்ட கலவைப் பொருட்கள் ஆகும். புற ஊதா எல்.ஈ.டி-களைப் பொறுத்தவரை, அலுமினியம் காலியம் நைட்ரைடு (AlGaN) என்பது பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு பொருளாகும்.
குறைக்கடத்திகள் நவீன மின்னணுவியலுக்கு அடிப்படையானவை. அவை டிரான்சிஸ்டர்கள், டையோடுகள், ஒளி உமிழும் டையோடுகள் மற்றும் நுண்செயலிகளை உருவாக்கும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. குறைக்கடத்தி சாதனங்கள் மின்சுற்றுகளில் ஒருங்கிணைக்கப்பட்டு, கைபேசிகள், மடிக்கணினிகள், டேப்லெட்டுகள், வீட்டு உபகரணங்கள், விமானங்கள், கார்கள், ரிமோட் கண்ட்ரோலர்கள் மற்றும் குழந்தைகளின் பொம்மைகள் போன்ற பொருட்களுக்குள் பொருத்தப்படுகின்றன. இந்த சிறிய ஆனால் சக்திவாய்ந்த பாகங்கள் அன்றாடப் பொருட்களைச் செயல்பட வைப்பதுடன், அவற்றை கச்சிதமானதாகவும், மெல்லியதாகவும், எடை குறைந்ததாகவும், மேலும் மலிவானதாகவும் இருக்க அனுமதிக்கின்றன.
எல்இடி-களின் சிறப்பு விஷயத்தில், துல்லியமாக வடிவமைக்கப்பட்ட மற்றும் தயாரிக்கப்பட்ட குறைக்கடத்திப் பொருட்கள், ஒரு நேர் மின்னோட்ட (DC) மின் மூலத்துடன் இணைக்கப்படும்போது ஒப்பீட்டளவில் குறுகிய அலைநீளப் பட்டைகளைக் கொண்ட ஒளியை வெளியிடுகின்றன. ஒவ்வொரு எல்இடி-யின் நேர்மின் முனையிலிருந்து (+) எதிர்மின் முனைக்கு (-) மின்னோட்டம் பாயும்போது மட்டுமே இந்த ஒளி உருவாக்கப்படுகிறது. எல்இடி-யின் வெளியீட்டை விரைவாகவும் எளிதாகவும் கட்டுப்படுத்த முடிவதாலும், அது ஏறக்குறைய ஒற்றை நிறமுடையதாக இருப்பதாலும், எல்இடி-கள் பின்வரும் பயன்பாடுகளுக்கு மிகவும் பொருத்தமானவை: குறிகாட்டி விளக்குகள்; அகச்சிவப்புத் தொடர்பு சமிக்ஞைகள்; தொலைக்காட்சிகள், மடிக்கணினிகள், டேப்லெட்டுகள் மற்றும் ஸ்மார்ட்ஃபோன்களுக்கான பின்னொளி; மின்னணு அறிவிப்புப் பலகைகள், விளம்பரப் பலகைகள் மற்றும் ஜம்போட்ரான்கள்; மற்றும் புற ஊதாக் கதிர் மூலம் பதப்படுத்துதல்.
ஒரு LED என்பது ஒரு நேர்மின்-எதிர்மின் சந்தி (pn சந்தி) ஆகும். இதன் பொருள், LED-யின் ஒரு பகுதி நேர்மின் சுமையைக் கொண்டுள்ளது, அது ஆனோடு (+) என்றும், மற்றொரு பகுதி எதிர்மின் சுமையைக் கொண்டுள்ளது, அது கேத்தோடு (-) என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. இரு பக்கங்களும் ஒப்பீட்டளவில் கடத்தும் தன்மை கொண்டவையாக இருந்தாலும், இரு பக்கங்களும் சந்திக்கும் சந்தி எல்லையானது, தேய்வு மண்டலம் (depletion zone) என்று அழைக்கப்படுகிறது, அது கடத்தும் தன்மையற்றது. ஒரு நேர்மின்னோட்ட (DC) மின் மூலத்தின் நேர்மின் (+) முனையானது LED-யின் ஆனோடு (+) உடன் இணைக்கப்பட்டு, அந்த மூலத்தின் எதிர்மின் (-) முனையானது கேத்தோடு (-) உடன் இணைக்கப்படும்போது, கேத்தோடில் உள்ள எதிர்மின் சுமையுடைய எலக்ட்ரான்களும், ஆனோடில் உள்ள நேர்மின் சுமையுடைய எலக்ட்ரான் வெற்றிடங்களும் மின் மூலத்தால் விலக்கப்பட்டு, தேய்வு மண்டலத்தை நோக்கித் தள்ளப்படுகின்றன. இது ஒரு முன்னோக்குச் சார்பு (forward bias) ஆகும், மேலும் இது கடத்தும் தன்மையற்ற எல்லையைக் கடக்கும் விளைவைக் கொண்டுள்ளது. இதன் விளைவாக, n-வகை மண்டலத்தில் உள்ள கட்டற்ற எலக்ட்ரான்கள் எல்லையைக் கடந்து p-வகை மண்டலத்தில் உள்ள வெற்றிடங்களை நிரப்புகின்றன. எலக்ட்ரான்கள் எல்லையைக் கடந்து பாயும்போது, அவை குறைந்த ஆற்றல் நிலைக்கு மாறுகின்றன. அதற்கேற்ப ஏற்படும் ஆற்றல் வீழ்ச்சி, குறைக்கடத்தியிலிருந்து ஒளி ஃபோட்டான்களாக வெளியிடப்படுகிறது.
படிக LED கட்டமைப்பை உருவாக்கும் மூலப்பொருட்களும் கலப்புப் பொருட்களும் நிறமாலை வெளியீட்டைத் தீர்மானிக்கின்றன. இன்று, வணிகரீதியாகக் கிடைக்கும் LED க்யூரிங் மூலங்கள் 365, 385, 395, மற்றும் 405 நானோமீட்டரில் மையப்படுத்தப்பட்ட புற ஊதா வெளியீடுகளையும், ±5 நானோமீட்டர் என்ற வழக்கமான சகிப்புத்தன்மையையும், மற்றும் ஒரு காஸியன் நிறமாலைப் பரவலையும் கொண்டுள்ளன. உச்ச நிறமாலை ஒளிச்செறிவு (W/cm²/nm) எவ்வளவு அதிகமாக இருக்கிறதோ, அவ்வளவு அதிகமாக மணி வடிவ வளைவின் உச்சியும் இருக்கும். 275 மற்றும் 285 நானோமீட்டருக்கு இடையில் UVC மேம்பாடு தொடர்ந்து நடைபெற்று வந்தாலும், க்யூரிங் அமைப்புகள் மற்றும் பயன்பாடுகளுக்கு வெளியீடு, ஆயுள், நம்பகத்தன்மை மற்றும் விலை ஆகியவை இன்னும் வணிகரீதியாக சாத்தியமானவையாக இல்லை.
தற்போது UV-LED வெளியீடு நீண்ட UVA அலைநீளங்களுக்கு மட்டுமே வரையறுக்கப்பட்டுள்ளதால், ஒரு UV-LED குணப்படுத்தும் அமைப்பு, நடுத்தர அழுத்த பாதரச நீராவி விளக்குகளின் அகன்ற அலைவரிசை நிறமாலை வெளியீட்டை வெளிப்படுத்துவதில்லை. இதன் பொருள், UV-LED குணப்படுத்தும் அமைப்புகள் UVC, UVB, பெரும்பாலான புலப்படும் ஒளி மற்றும் வெப்பத்தை உருவாக்கும் அகச்சிவப்பு அலைநீளங்களை வெளிப்படுத்துவதில்லை. இது UV-LED குணப்படுத்தும் அமைப்புகளை அதிக வெப்ப உணர்திறன் கொண்ட பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்த வழிவகுத்தாலும், நடுத்தர அழுத்த பாதரச விளக்குகளுக்காக உருவாக்கப்பட்ட தற்போதைய மைகள், பூச்சுகள் மற்றும் பசைகள் UV-LED குணப்படுத்தும் அமைப்புகளுக்காக மறுவடிவமைக்கப்பட வேண்டும். அதிர்ஷ்டவசமாக, வேதியியல் வழங்குநர்கள் தங்கள் தயாரிப்புகளை இரட்டைக் குணப்படுத்தும் வகையில் அதிகளவில் வடிவமைத்து வருகின்றனர். இதன் பொருள், ஒரு UV-LED விளக்குடன் குணப்படுத்துவதற்காக உருவாக்கப்பட்ட ஒரு இரட்டைக் குணப்படுத்தும் கலவையானது, ஒரு பாதரச நீராவி விளக்குடனும் குணப்படுத்தப்படும் (படம் 3).
படம் 3 »LED-க்கான நிறமாலை வெளியீட்டு வரைபடம்.
GEW-இன் UV-LED க்யூரிங் அமைப்புகள், உமிழும் சாளரத்தில் 30 W/cm² வரை கதிர்வீச்சை வெளியிடுகின்றன. எலக்ட்ரோடு ஆர்க் விளக்குகளைப் போலல்லாமல், UV-LED க்யூரிங் அமைப்புகளில் ஒளிக்கதிர்களை ஒருமுகப்படுத்தும் பிரதிபலிப்பான்கள் இல்லை. இதன் விளைவாக, UV-LED-இன் உச்சபட்ச கதிர்வீச்சு உமிழும் சாளரத்திற்கு அருகில் ஏற்படுகிறது. விளக்குத் தலைக்கும் க்யூரிங் மேற்பரப்பிற்கும் இடையிலான தூரம் அதிகரிக்கும்போது, உமிழப்படும் UV-LED கதிர்கள் ஒன்றிலிருந்து ஒன்று விலகிச் செல்கின்றன. இது க்யூரிங் மேற்பரப்பை அடையும் கதிர்வீச்சின் ஒளிச்செறிவையும் அளவையும் குறைக்கிறது. குறுக்குப்பிணைப்புக்கு உச்சபட்ச கதிர்வீச்சு முக்கியமானது என்றாலும், படிப்படியாக அதிகரிக்கும் கதிர்வீச்சு எப்போதும் சாதகமானதல்ல, மேலும் அது அதிக குறுக்குப்பிணைப்பு அடர்த்தியைத் தடுக்கவும் கூடும். அலைநீளம் (nm), கதிர்வீச்சு (W/cm²) மற்றும் ஆற்றல் அடர்த்தி (J/cm²) ஆகிய அனைத்தும் க்யூரிங்கில் முக்கியப் பங்கு வகிக்கின்றன, மேலும் UV-LED மூலத்தைத் தேர்ந்தெடுக்கும்போது க்யூரிங்கில் அவற்றின் கூட்டுத் தாக்கத்தை முறையாகப் புரிந்துகொள்ள வேண்டும்.
எல்இடிகள் (LEDs) லேம்பர்டியன் மூலங்கள் ஆகும். வேறுவிதமாகக் கூறினால், ஒவ்வொரு புற ஊதா எல்இடியும் (UV LED) ஒரு முழுமையான 360° x 180° அரைக்கோளம் முழுவதும் சீரான முன்னோக்கிய வெளியீட்டை வெளியிடுகிறது. சுமார் ஒரு மில்லிமீட்டர் சதுர அளவில் உள்ள எண்ணற்ற புற ஊதா எல்இடிகள், ஒற்றை வரிசையாகவோ, வரிசைகள் மற்றும் நெடுவரிசைகளின் அணியாகவோ, அல்லது வேறு ஏதேனும் உள்ளமைப்பிலோ அமைக்கப்படுகின்றன. தொகுதிகள் அல்லது வரிசைகள் என்று அழைக்கப்படும் இந்தத் துணைக்கூறுகள், இடைவெளிகளில் கலப்பதை உறுதி செய்வதற்கும் டையோடு குளிரூட்டலை எளிதாக்குவதற்கும் எல்இடிகளுக்கு இடையில் இடைவெளியுடன் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. பின்னர், பல தொகுதிகள் அல்லது வரிசைகள் பெரிய தொகுப்புகளாக அமைக்கப்பட்டு, பல்வேறு அளவிலான புற ஊதா பதப்படுத்தும் அமைப்புகளை உருவாக்குகின்றன (படம் 4 மற்றும் 5). ஒரு புற ஊதா-எல்இடி பதப்படுத்தும் அமைப்பை உருவாக்கத் தேவைப்படும் கூடுதல் கூறுகளில் வெப்பத் தணிப்பான், உமிழும் சாளரம், மின்னணு இயக்கிகள், டிசி மின்வழங்கிகள், ஒரு திரவக் குளிரூட்டும் அமைப்பு அல்லது குளிர்விப்பான், மற்றும் ஒரு மனித இயந்திர இடைமுகம் (HMI) ஆகியவை அடங்கும்.
படம் 4 »வலைக்கான லியோஎல்இடி அமைப்பு.
படம் 5 »அதிவேக பல-விளக்கு நிறுவல்களுக்கான லியோஎல்இடி அமைப்பு.
UV-LED கியூரிங் அமைப்புகள் அகச்சிவப்பு அலைநீளங்களை வெளியிடுவதில்லை. பாதரச நீராவி விளக்குகளை விட, இவை இயல்பாகவே கியூர் செய்யப்படும் மேற்பரப்பிற்கு குறைவான வெப்ப ஆற்றலையே கடத்துகின்றன. ஆனால், இதன் காரணமாக UV LED-க்களை ஒரு குளிர்-கியூரிங் தொழில்நுட்பமாகக் கருத வேண்டும் என்று அர்த்தமல்ல. UV-LED கியூரிங் அமைப்புகள் மிக அதிகபட்ச உச்சபட்ச கதிர்வீச்சுகளை வெளியிட முடியும், மேலும் புற ஊதா அலைநீளங்கள் ஒரு வகை ஆற்றலாகும். வேதியியலால் உறிஞ்சப்படாத எந்தவொரு வெளியீடும், அதன் அடியில் உள்ள பாகம் அல்லது அடி மூலக்கூறையும், சுற்றியுள்ள இயந்திரக் கூறுகளையும் வெப்பப்படுத்தும்.
UV LED-க்கள் என்பவை, மூல குறைக்கடத்தியின் வடிவமைப்பு மற்றும் உருவாக்கம், அத்துடன் LED-க்களை ஒரு பெரிய பதப்படுத்தும் அலகில் பொதிவதற்குப் பயன்படுத்தப்படும் உற்பத்தி முறைகள் மற்றும் பாகங்கள் ஆகியவற்றால் ஏற்படும் செயல்திறன் குறைபாடுகளைக் கொண்ட மின் பாகங்களாகும். ஒரு பாதரச நீராவி குவார்ட்ஸ் குழாயின் வெப்பநிலை செயல்பாட்டின் போது 600 முதல் 800 °C வரை பராமரிக்கப்பட வேண்டும், ஆனால் LED pn சந்தி வெப்பநிலை 120 °C-க்குக் கீழே இருக்க வேண்டும். ஒரு UV-LED வரிசைக்கு ஆற்றலளிக்கும் மின்சாரத்தில் 35-50% மட்டுமே புற ஊதா வெளியீடாக மாற்றப்படுகிறது (இது அலைநீளத்தைப் பெரிதும் சார்ந்துள்ளது). மீதமுள்ளவை வெப்பமாக மாற்றப்படுகின்றன. விரும்பிய சந்தி வெப்பநிலையைப் பராமரிக்கவும், குறிப்பிட்ட அமைப்பு ஒளிச்செறிவு, ஆற்றல் அடர்த்தி, சீரான தன்மை மற்றும் நீண்ட ஆயுளை உறுதி செய்யவும் இந்த வெப்பம் அகற்றப்பட வேண்டும். LED-க்கள் இயல்பாகவே நீண்ட காலம் நீடிக்கும் திட-நிலை சாதனங்கள் ஆகும். மேலும், நீண்ட ஆயுள் விவரக்குறிப்புகளை அடைவதற்கு, முறையாக வடிவமைக்கப்பட்ட மற்றும் பராமரிக்கப்படும் குளிரூட்டும் அமைப்புகளுடன் கூடிய பெரிய அமைப்புகளில் LED-க்களை ஒருங்கிணைப்பது மிகவும் முக்கியமானது. அனைத்து UV-கியூரிங் அமைப்புகளும் ஒரே மாதிரியானவை அல்ல, மேலும் தவறாக வடிவமைக்கப்பட்ட மற்றும் குளிர்விக்கப்பட்ட UV-LED கியூரிங் அமைப்புகள் அதிக வெப்பமடைந்து பேரழிவிற்குள்ளாகும் அதிக நிகழ்தகவைக் கொண்டுள்ளன.
ஆர்க்/எல்இடி கலப்பின விளக்குகள்
தற்போதுள்ள தொழில்நுட்பத்திற்கு மாற்றாகப் புத்தம் புதிய தொழில்நுட்பம் அறிமுகப்படுத்தப்படும் எந்தவொரு சந்தையிலும், அதை ஏற்றுக்கொள்வது குறித்த தயக்கமும், அதன் செயல்திறன் மீதான ஐயமும் ஏற்படக்கூடும். நன்கு நிறுவப்பட்ட ஒரு பயன்பாட்டுத் தளம் உருவாகும் வரை, செயல்முறை ஆய்வுகள் வெளியிடப்படும் வரை, நேர்மறையான சான்றுகள் பெருமளவில் பரவத் தொடங்கும் வரை, மற்றும்/அல்லது தங்களுக்குத் தெரிந்த, நம்பகமான நபர்கள் மற்றும் நிறுவனங்களிடமிருந்து நேரடி அனுபவத்தையோ அல்லது பரிந்துரைகளையோ பெறும் வரை, சாத்தியமான பயனர்கள் பெரும்பாலும் அதனை ஏற்றுக்கொள்வதைத் தாமதப்படுத்துகின்றனர். ஒரு முழுச் சந்தையும் பழையதை முற்றிலுமாகக் கைவிட்டு, புதியதற்கு முழுமையாக மாறுவதற்கு முன்பு, பெரும்பாலும் உறுதியான சான்றுகள் தேவைப்படுகின்றன. ஆரம்பகாலப் பயனர்கள், போட்டியாளர்கள் ஒப்பிடத்தக்க பலன்களை அடைவதை விரும்பாததால், வெற்றிக் கதைகள் மிகவும் இரகசியமாக வைக்கப்படுவது நிலைமையை மேலும் மோசமாக்குகிறது. இதன் விளைவாக, ஏமாற்றம் குறித்த உண்மையான மற்றும் மிகைப்படுத்தப்பட்ட கதைகள் சில சமயங்களில் சந்தை முழுவதும் எதிரொலித்து, புதிய தொழில்நுட்பத்தின் உண்மையான நன்மைகளை மறைத்து, அதனை ஏற்றுக்கொள்வதை மேலும் தாமதப்படுத்தக்கூடும்.
வரலாறு முழுவதும், தயக்கத்துடன் ஏற்றுக்கொள்ளப்படுவதற்கு ஒரு மாற்றாக, தற்போதுள்ள தொழில்நுட்பத்திற்கும் புதிய தொழில்நுட்பத்திற்கும் இடையிலான ஒரு இடைநிலைப் பாலமாக கலப்பின வடிவமைப்புகள் அடிக்கடி ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்டுள்ளன. தற்போதைய திறன்களைத் தியாகம் செய்யாமல், புதிய தயாரிப்புகள் அல்லது முறைகளை எப்படி, எப்போது பயன்படுத்த வேண்டும் என்பதைப் பயனர்கள் தாங்களாகவே தீர்மானிக்கவும், நம்பிக்கையைப் பெறவும் கலப்பினங்கள் அனுமதிக்கின்றன. புற ஊதாக் கதிர் மூலம் பதப்படுத்துவதைப் பொறுத்தவரை, ஒரு கலப்பின அமைப்பு, பாதரச நீராவி விளக்குகள் மற்றும் LED தொழில்நுட்பத்திற்கு இடையில் விரைவாகவும் எளிதாகவும் மாற பயனர்களை அனுமதிக்கிறது. பல பதப்படுத்தும் நிலையங்களைக் கொண்ட உற்பத்தி வரிசைகளுக்கு, ஒரு குறிப்பிட்ட வேலைக்குத் தேவைப்படும் 100% LED, 100% பாதரச நீராவி அல்லது இவ்விரு தொழில்நுட்பங்களின் கலவையைப் பயன்படுத்தி அச்சகங்களை இயக்க கலப்பினங்கள் அனுமதிக்கின்றன.
GEW, வெப் கன்வெர்ட்டர்களுக்காக ஆர்க்/எல்இடி ஹைப்ரிட் சிஸ்டம்களை வழங்குகிறது. இந்தத் தீர்வு, GEW-இன் மிகப்பெரிய சந்தையான நேரோ-வெப் லேபிளுக்காக உருவாக்கப்பட்டது, ஆனால் இந்த ஹைப்ரிட் வடிவமைப்பு மற்ற வெப் மற்றும் வெப் அல்லாத பயன்பாடுகளிலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது (படம் 6). இந்த ஆர்க்/எல்இடி, மெர்குரி வேப்பர் அல்லது எல்இடி கேசட்டைப் பொருத்தக்கூடிய ஒரு பொதுவான விளக்குத் தலை உறையைக் கொண்டுள்ளது. இரண்டு கேசட்டுகளும் ஒரு பொதுவான மின்சாரம் மற்றும் கட்டுப்பாட்டு அமைப்பிலிருந்து இயங்குகின்றன. இந்த அமைப்பிற்குள் இருக்கும் நுண்ணறிவு, கேசட் வகைகளுக்கு இடையே வேறுபடுத்தி அறிய உதவுகிறது மற்றும் பொருத்தமான மின்சாரம், குளிரூட்டல் மற்றும் ஆப்பரேட்டர் இடைமுகத்தை தானாகவே வழங்குகிறது. GEW-இன் மெர்குரி வேப்பர் அல்லது எல்இடி கேசட்டுகளில் ஏதேனும் ஒன்றை அகற்றுவது அல்லது நிறுவுவது, பொதுவாக ஒரு ஆலன் ரெஞ்சைப் பயன்படுத்தி சில நொடிகளில் செய்து முடிக்கப்படுகிறது.
படம் 6 »வலைத்தளத்திற்கான ஆர்க்/எல்இடி அமைப்பு
எக்சைமர் விளக்குகள்
எக்சைமர் விளக்குகள் என்பவை ஏறக்குறைய ஒற்றை நிற புற ஊதா ஆற்றலை வெளியிடும் ஒரு வகை வாயு-வெளியேற்ற விளக்குகள் ஆகும். எக்சைமர் விளக்குகள் பல அலைநீளங்களில் கிடைக்கப்பெற்றாலும், பொதுவான புற ஊதா வெளியீடுகள் 172, 222, 308, மற்றும் 351 நானோமீட்டரில் மையப்படுத்தப்பட்டுள்ளன. 172-நானோமீட்டர் எக்சைமர் விளக்குகள் வெற்றிட புற ஊதாப் பட்டைக்குள் (100 முதல் 200 நானோமீட்டர் வரை) வருகின்றன, அதேசமயம் 222 நானோமீட்டர் பிரத்தியேகமாக UVC (200 முதல் 280 நானோமீட்டர் வரை) ஆகும். 308-நானோமீட்டர் எக்சைமர் விளக்குகள் UVB (280 முதல் 315 நானோமீட்டர் வரை) கதிர்களை வெளியிடுகின்றன, மற்றும் 351 நானோமீட்டர் முழுமையாக UVA (315 முதல் 400 நானோமீட்டர் வரை) ஆகும்.
172-நானோமீட்டர் வெற்றிடப் புற ஊதா அலைநீளங்கள், UVC-ஐ விடக் குறைவான நீளம் கொண்டவை மற்றும் அதிக ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளன; இருப்பினும், அவை பொருட்களின் மிக ஆழமான பகுதிகளுக்குள் ஊடுருவுவதில் சிரமப்படுகின்றன. உண்மையில், 172-நானோமீட்டர் அலைநீளங்கள், புற ஊதாக் கதிர்களால் உருவாக்கப்பட்ட வேதிப்பொருட்களின் மேல் 10 முதல் 200 நானோமீட்டர் பகுதிக்குள் முழுமையாக உறிஞ்சப்படுகின்றன. இதன் விளைவாக, 172-நானோமீட்டர் எக்சைமர் விளக்குகள், புற ஊதாக் கதிர் கலவைகளின் மிக வெளிப்பரப்பை மட்டுமே குறுக்குப் பிணைப்பு செய்யும், மேலும் அவை மற்ற பதப்படுத்தும் சாதனங்களுடன் இணைத்து ஒருங்கிணைக்கப்பட வேண்டும். வெற்றிடப் புற ஊதா அலைநீளங்கள் காற்றாலும் உறிஞ்சப்படுவதால், 172-நானோமீட்டர் எக்சைமர் விளக்குகள் நைட்ரஜன் மந்தப்படுத்தப்பட்ட சூழலில் இயக்கப்பட வேண்டும்.
பெரும்பாலான எக்சைமர் விளக்குகள், ஒரு மின்காப்புத் தடையாகச் செயல்படும் குவார்ட்ஸ் குழாயைக் கொண்டுள்ளன. இந்தக் குழாய், எக்சைமர் அல்லது எக்சிப்ளெக்ஸ் மூலக்கூறுகளை உருவாக்கும் திறன் கொண்ட அரிய வாயுக்களால் நிரப்பப்பட்டுள்ளது (படம் 7). வெவ்வேறு வாயுக்கள் வெவ்வேறு மூலக்கூறுகளை உருவாக்குகின்றன, மேலும் வெவ்வேறு கிளர்வுற்ற மூலக்கூறுகள், விளக்கிலிருந்து எந்த அலைநீளங்கள் உமிழப்படும் என்பதைத் தீர்மானிக்கின்றன. குவார்ட்ஸ் குழாயின் உட்புற நீளத்தில் ஒரு உயர்-மின்னழுத்த மின்முனையும், வெளிப்புற நீளத்தில் தரை மின்முனைகளும் அமைந்துள்ளன. உயர் அதிர்வெண்களில் மின்னழுத்தங்கள் விளக்கினுள் துடிக்கப்படுகின்றன. இது, உள் மின்முனைக்குள் எலக்ட்ரான்கள் பாய்ந்து, வாயுக்கலவையின் குறுக்கே வெளிப்புற தரை மின்முனைகளை நோக்கி வெளியேறக் காரணமாகிறது. இந்த அறிவியல் நிகழ்வு மின்காப்புத் தடை வெளியேற்றம் (DBD) என்று அழைக்கப்படுகிறது. எலக்ட்ரான்கள் வாயுவின் வழியே பயணிக்கும்போது, அவை அணுக்களுடன் வினைபுரிந்து, எக்சைமர் அல்லது எக்சிப்ளெக்ஸ் மூலக்கூறுகளை உருவாக்கும் ஆற்றல் பெற்ற அல்லது அயனியாக்கப்பட்ட இனங்களை உருவாக்குகின்றன. எக்சைமர் மற்றும் எக்சிப்ளெக்ஸ் மூலக்கூறுகள் மிகக் குறுகிய ஆயுளைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் அவை கிளர்வுற்ற நிலையிலிருந்து தரை நிலைக்குச் சிதைவடையும்போது, ஏறக்குறைய ஒற்றை நிறப் பரவல் கொண்ட ஃபோட்டான்கள் உமிழப்படுகின்றன.
படம் 7 »எக்சைமர் விளக்கு
பாதரச நீராவி விளக்குகளைப் போலல்லாமல், எக்சைமர் விளக்கின் குவார்ட்ஸ் குழாயின் மேற்பரப்பு சூடாவதில்லை. இதன் விளைவாக, பெரும்பாலான எக்சைமர் விளக்குகள் மிகக் குறைந்த அல்லது குளிரூட்டல் இல்லாமலேயே இயங்குகின்றன. மற்ற சந்தர்ப்பங்களில், குறைந்த அளவிலான குளிரூட்டல் தேவைப்படுகிறது, இது பொதுவாக நைட்ரஜன் வாயுவால் வழங்கப்படுகிறது. விளக்கின் வெப்ப நிலைத்தன்மை காரணமாக, எக்சைமர் விளக்குகள் உடனடியாக 'ஆன்/ஆஃப்' ஆகின்றன, மேலும் அவற்றுக்கு வெப்பமூட்டுதல் அல்லது குளிர்வித்தல் சுழற்சிகள் தேவையில்லை.
172 nm அலைநீளத்தில் கதிர்வீசும் எக்சைமர் விளக்குகள், பகுதி-ஒற்றைநிற UVA-LED பதப்படுத்தும் அமைப்புகள் மற்றும் அகலப்பட்டை பாதரச நீராவி விளக்குகள் ஆகியவற்றுடன் ஒருங்கிணைக்கப்படும்போது, பாயும் மேற்பரப்பு விளைவுகள் உருவாக்கப்படுகின்றன. முதலில், வேதிப்பொருளைக் கூழ்மமாக்க UVA LED விளக்குகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. பின்னர், மேற்பரப்பைப் பலபடியாக்கம் செய்ய பகுதி-ஒற்றைநிற எக்சைமர் விளக்குகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, இறுதியாக அகலப்பட்டை பாதரச விளக்குகள் மீதமுள்ள வேதிப்பொருளைக் குறுக்கிணைப்பு செய்கின்றன. தனித்தனி நிலைகளில் பயன்படுத்தப்படும் இந்த மூன்று தொழில்நுட்பங்களின் தனித்துவமான நிறமாலை வெளியீடுகள், புற ஊதா மூலங்களில் ஏதேனும் ஒன்றால் மட்டும் அடைய முடியாத, நன்மை பயக்கும் ஒளியியல் மற்றும் செயல்பாட்டு மேற்பரப்பு-பதப்படுத்தும் விளைவுகளை வழங்குகின்றன.
172 மற்றும் 222 நானோமீட்டர் எக்சைமர் அலைநீளங்கள், அபாயகரமான கரிமப் பொருட்கள் மற்றும் தீங்கு விளைவிக்கும் பாக்டீரியாக்களை அழிப்பதிலும் திறம்பட செயல்படுவதால், எக்சைமர் விளக்குகள் மேற்பரப்பு சுத்தம் செய்தல், கிருமி நீக்கம் மற்றும் மேற்பரப்பு ஆற்றல் சிகிச்சைகளுக்கு நடைமுறைக்கு உகந்ததாக அமைகின்றன.
விளக்கு வாழ்க்கை
விளக்கு அல்லது மின்விளக்கின் ஆயுளைப் பொறுத்தவரை, GEW-இன் ஆர்க் விளக்குகள் பொதுவாக 2,000 மணிநேரம் வரை நீடிக்கும். விளக்கின் ஆயுள் என்பது ஒரு முழுமையான காரணி அல்ல, ஏனெனில் புற ஊதாக் கதிர் வெளியீடு காலப்போக்கில் படிப்படியாகக் குறைவதோடு, அது பல்வேறு காரணிகளாலும் பாதிக்கப்படுகிறது. விளக்கின் வடிவமைப்பு மற்றும் தரம், அத்துடன் புற ஊதா அமைப்பின் இயக்க நிலை மற்றும் கலவையின் வினைத்திறன் ஆகியவை இதில் அடங்கும். முறையாக வடிவமைக்கப்பட்ட புற ஊதா அமைப்புகள், குறிப்பிட்ட விளக்கு (மின்விளக்கு) வடிவமைப்பிற்குத் தேவையான சரியான சக்தி மற்றும் குளிரூட்டல் வழங்கப்படுவதை உறுதி செய்கின்றன.
GEW-ஆல் வழங்கப்படும் விளக்குகள் (பல்புகள்), GEW பதப்படுத்தும் அமைப்புகளில் பயன்படுத்தப்படும்போது எப்போதும் மிக நீண்ட ஆயுளை வழங்குகின்றன. இரண்டாம் நிலை விநியோக மூலங்கள் பொதுவாக ஒரு மாதிரியிலிருந்து விளக்கை தலைகீழாகப் பொறியியல் செய்துள்ளன, மேலும் அதன் நகல்களில் ஒரே மாதிரியான முனைப் பொருத்தம், குவார்ட்ஸ் விட்டம், பாதரச உள்ளடக்கம் அல்லது வாயு கலவை ஆகியவை இல்லாமல் இருக்கலாம். இவை அனைத்தும் புற ஊதாக் கதிர் வெளியீடு மற்றும் வெப்ப உருவாக்கத்தைப் பாதிக்கக்கூடும். வெப்ப உருவாக்கம், அமைப்பின் குளிரூட்டலுடன் சமநிலைப்படுத்தப்படாதபோது, விளக்கின் வெளியீடு மற்றும் ஆயுள் ஆகிய இரண்டிலும் பாதிப்பு ஏற்படுகிறது. குளிர்ச்சியாக இயங்கும் விளக்குகள் குறைவான புற ஊதாக் கதிர்களை வெளியிடுகின்றன. அதிக வெப்பத்தில் இயங்கும் விளக்குகள் நீண்ட காலம் நீடிப்பதில்லை மற்றும் அதிக மேற்பரப்பு வெப்பநிலையில் வளைந்துவிடுகின்றன.
மின்முனை வில் விளக்குகளின் ஆயுட்காலம், விளக்கின் இயக்க வெப்பநிலை, இயங்கும் மணிநேரங்களின் எண்ணிக்கை மற்றும் தொடக்கங்கள் அல்லது ஒளிர்வுகளின் எண்ணிக்கை ஆகியவற்றால் வரையறுக்கப்படுகிறது. ஒவ்வொரு முறையும் ஒரு விளக்கு இயக்கப்படும்போது உயர் மின்னழுத்த வில்லால் தாக்கப்படும்போது, டங்ஸ்டன் மின்முனையின் ஒரு பகுதி தேய்ந்து போகிறது. இறுதியில், அந்த விளக்கு மீண்டும் ஒளிராது. மின்முனை வில் விளக்குகள், மீண்டும் மீண்டும் விளக்கின் சக்தியைச் சுழற்சி செய்வதற்கு மாற்றாக, செயல்படுத்தப்படும்போது புற ஊதாக் கதிர் வெளியீட்டைத் தடுக்கும் அடைப்பான் பொறிமுறைகளைக் கொண்டுள்ளன. அதிக வினைத்திறன் கொண்ட மைகள், பூச்சுகள் மற்றும் பசைகள் நீண்ட விளக்கு ஆயுளுக்கு வழிவகுக்கலாம்; அதேசமயம், குறைந்த வினைத்திறன் கொண்ட கலவைகள் அடிக்கடி விளக்கை மாற்ற வேண்டிய தேவையை ஏற்படுத்தலாம்.
UV-LED அமைப்புகள் வழக்கமான விளக்குகளை விட இயல்பாகவே அதிக காலம் உழைக்கக்கூடியவை, ஆனால் UV-LED-களின் ஆயுட்காலமும் உறுதியானதல்ல. வழக்கமான விளக்குகளைப் போலவே, UV LED-களையும் எவ்வளவு கடினமாக இயக்க முடியும் என்பதில் வரம்புகள் உள்ளன, மேலும் அவை பொதுவாக 120 °C-க்குக் குறைவான சந்திப்பு வெப்பநிலையில் இயங்க வேண்டும். LED-களை அதிகப்படியாக இயக்குவதும், போதுமான அளவு குளிர்விக்காமல் இருப்பதும் அவற்றின் ஆயுட்காலத்தைக் குறைத்து, விரைவான சிதைவு அல்லது பேரழிவு தோல்விக்கு வழிவகுக்கும். தற்போதுள்ள அனைத்து UV-LED அமைப்பு வழங்குநர்களும் 20,000 மணி நேரத்திற்கும் மேலான, நிறுவப்பட்ட மிக உயர்ந்த ஆயுட்காலத்தை பூர்த்தி செய்யும் வடிவமைப்புகளை வழங்குவதில்லை. சிறப்பாக வடிவமைக்கப்பட்ட மற்றும் பராமரிக்கப்படும் அமைப்புகள் 20,000 மணி நேரத்திற்கும் மேலாக நீடிக்கும், மேலும் தரம் குறைந்த அமைப்புகள் மிகக் குறுகிய காலத்திற்குள் செயலிழந்துவிடும். நல்ல செய்தி என்னவென்றால், ஒவ்வொரு வடிவமைப்பு மாற்றத்திலும் LED அமைப்பு வடிவமைப்புகள் தொடர்ந்து மேம்பட்டு, அதிக காலம் நீடிக்கின்றன.
ஓசோன்
குறுகிய UVC அலைநீளங்கள் ஆக்சிஜன் மூலக்கூறுகள் (O2) மீது மோதும்போது, அவை ஆக்சிஜன் மூலக்கூறுகளை (O2) இரண்டு ஆக்சிஜன் அணுக்களாக (O) பிரிக்கின்றன. இவ்வாறு பிரிக்கப்பட்ட ஆக்சிஜன் அணுக்கள் (O), பின்னர் மற்ற ஆக்சிஜன் மூலக்கூறுகளுடன் (O2) மோதி ஓசோனை (O3) உருவாக்குகின்றன. தரை மட்டத்தில் இரு ஆக்சிஜனை (O2) விட மூவ ஆக்சிஜன் (O3) நிலைத்தன்மை குறைவாக இருப்பதால், ஓசோன் வளிமண்டலக் காற்றில் மிதந்து செல்லும்போது, அது எளிதில் மீண்டும் ஒரு ஆக்சிஜன் மூலக்கூறாகவும் (O2) ஒரு ஆக்சிஜன் அணுவாகவும் (O) மாறுகிறது. பின்னர், இந்த பிரிக்கப்பட்ட ஆக்சிஜன் அணுக்கள் (O), வெளியேற்ற அமைப்பிற்குள் ஒன்றோடொன்று மீண்டும் இணைந்து ஆக்சிஜன் மூலக்கூறுகளை (O2) உருவாக்குகின்றன.
தொழில்துறை புற ஊதா-குணப்படுத்தும் பயன்பாடுகளில், வளிமண்டல ஆக்ஸிஜன் 240 nm-க்குக் குறைவான புற ஊதா அலைநீளங்களுடன் வினைபுரியும்போது ஓசோன் (O3) உருவாகிறது. அகலப்பட்டை பாதரச நீராவி-குணப்படுத்தும் மூலங்கள் 200 முதல் 280 nm வரையிலான UVC-ஐ வெளியிடுகின்றன, இது ஓசோன் உருவாக்கும் பகுதியின் ஒரு பகுதியுடன் ஒன்றுபடுகிறது, மேலும் எக்சைமர் விளக்குகள் 172 nm-இல் வெற்றிடப் புற ஊதாவையோ அல்லது 222 nm-இல் UVC-ஐயோ வெளியிடுகின்றன. பாதரச நீராவி மற்றும் எக்சைமர் குணப்படுத்தும் விளக்குகளால் உருவாக்கப்படும் ஓசோன் நிலையற்றது மற்றும் குறிப்பிடத்தக்க சுற்றுச்சூழல் கவலையை ஏற்படுத்தாது, ஆனால் அது சுவாச எரிச்சலூட்டியாகவும் அதிக அளவில் நச்சுத்தன்மையுடையதாகவும் இருப்பதால், தொழிலாளர்களைச் சுற்றியுள்ள உடனடிப் பகுதியிலிருந்து அதை அகற்றுவது அவசியம். வணிகரீதியான UV-LED குணப்படுத்தும் அமைப்புகள் 365 முதல் 405 nm வரையிலான UVA வெளியீட்டை வெளியிடுவதால், ஓசோன் உருவாக்கப்படுவதில்லை.
ஓசோன், உலோகம், எரியும் கம்பி, குளோரின் மற்றும் மின்சாரப் பொறி ஆகியவற்றின் வாசனையை ஒத்த ஒரு வாசனையைக் கொண்டுள்ளது. மனிதனின் நுகர்வு உணர்வால், ஒரு மில்லியனுக்கு 0.01 முதல் 0.03 பாகங்கள் (ppm) வரையிலான குறைந்த அளவிலேயே ஓசோனைக் கண்டறிய முடியும். இது நபர் மற்றும் செயல்பாட்டு அளவைப் பொறுத்து மாறுபடும் என்றாலும், 0.4 ppm-க்கு அதிகமான செறிவுகள் பாதகமான சுவாசப் பாதிப்புகளுக்கும் தலைவலிக்கும் வழிவகுக்கும். தொழிலாளர்கள் ஓசோனுக்கு ஆளாவதைக் கட்டுப்படுத்த, புற ஊதாக் கதிர் மூலம் உலர்த்தும் செயல்முறைகளில் முறையான காற்றோட்ட வசதி நிறுவப்பட வேண்டும்.
புற ஊதாக் கதிர் மூலம் உலர்த்தும் அமைப்புகள், பொதுவாக விளக்குத் தலைகளிலிருந்து வெளியேறும் புகைக் காற்றை உள்ளடக்கிக் கொள்ளும் வகையில் வடிவமைக்கப்படுகின்றன. இதனால், அக்கண்ணாடிகள் இயக்குபவர்களிடமிருந்து விலக்கி, கட்டிடத்திற்கு வெளியே குழாய் வழியே கொண்டு செல்லப்பட்டு, அங்கு ஆக்சிஜன் மற்றும் சூரிய ஒளியின் முன்னிலையில் இயற்கையாகவே சிதைவடைகின்றன. இதற்கு மாற்றாக, ஓசோன் இல்லாத விளக்குகள், ஓசோனை உருவாக்கும் அலைநீளங்களைத் தடுக்கும் குவார்ட்ஸ் சேர்க்கைப் பொருளைக் கொண்டுள்ளன. மேலும், குழாய் அமைப்பதையோ அல்லது கூரையில் துளைகள் போடுவதையோ தவிர்க்க விரும்பும் நிறுவனங்கள், பெரும்பாலும் புகை வெளியேற்றும் விசிறிகளின் வெளியேறும் இடங்களில் வடிகட்டிகளைப் பயன்படுத்துகின்றன.
பதிவிட்ட நேரம்: ஜூன்-19-2024
