Na krátké vlnové délky

UV-B-LED modul pro osvětlování rostlin: poskytuje LED světlo tří různých vlnových délek. Jejich jas a intenzita záření mohou být nastavovány nezávisle, aby bylo možné určit optimální záření pro strukturálně odlišné sekundární metabolity rostlin. Detailní záběr: UV-B-LED. (©FBH/P. Immerz) / UV-B LED modul pro osvětlení rostlin: poskytuje LED světlo tří různých vlnových délek. Jejich jas a intenzita záření mohou být individuálně nastavitelné za účelem určení optimálního záření pro strukturálně rozmanité sekundární metabolity zeleniny. Detail: UV-B LED (©FBH/P. Immerz)

Vysoce výkonná UV-B LED v pouzdru: Uvnitř je vidět LED čip o rozměrech 1x1 mm². (©FBH/schurian.com) / Vysoce výkonná UV-B LED v pouzdru: Uvnitř lze vidět LED čip o rozměrech 1x1 mm². (©FBH/schurian.com)

Na přednáškách a doprovodné výstavě ICULTA-2018 představuje Ferdinand-Braun-Institut své vývoje v oblasti ultrafialových LED – od čipu po plně funkční modul. Institut je spolupořadatelem mezinárodní odborné konference v Berlíně.

Na ICULTA-2018 – Mezinárodní konference o technologiích a aplikacích UV LED 2018 se vše točí kolem světelných diod (LED). Hlavním tématem mezinárodní odborné konference, která se koná od 22. do 25. dubna 2018 v Berlíně, je ultrafialové (UV) spektrální pásmo, tedy vlnové délky pod 400 nm. V přednáškách se hovoří o pokroku v technologiích výroby, aktuálním vývoji, aplikacích a trendech u UV-LED. Ferdinand-Braun-Institut, Leibnizův institut pro vysokofrekvenční techniku (FBH) a jeho dceřiná společnost UVphotonics NT GmbH se představí na doprovodné výstavě s několika (pozvanými) přednáškami a stánky.

Vývojové pokroky činí UV-LED atraktivní pro průmyslové použití

Stoupající účinnost a výkon zajišťují, že UV-LED jsou stále zajímavější pro různé aplikace. Na rozdíl od rtuťových výbojek jsou UV-LED vyrobeny z netoxických materiálů a jejich vlnová délka je nastavitelné v širokém spektrálním rozsahu. Díky jejich malým rozměrům je možné vyrábět různé konstrukce UV zdrojů. Navíc jsou UV-LED rychle spínatelné a stmívatelné, jejich ztrátové teplo je efektivně odváděno pomocí chladičů. Proto se očekává, že ekologické diody budou stále více nahrazovat konvenční UV zdroje a otevírat nové možnosti použití. Možnosti využití jsou rozmanité: UV záření lze například použít k dezinfekci a sterilizaci vody, vzduchu a povrchů, k detekci patogenů, ke zvýšení výnosu zemědělských plodin nebo k vytvrzování plastů.

Vědci z FBH a jeho spin-offu UVphotonics ve svých přednáškách představí pokroky v oblasti účinnosti a spolehlivosti UV-LED. Mezi jiným identifikovali mechanismus degradace, který naznačuje elektromigraci vodíku v struktuře UV-B-LED během prvních hodin provozu a je spojen s poklesem optického výkonu. Po příslušných úpravách designu bylo možné demonstrovat UV-B-LED s L50 životností přes 8 000 hodin. Jejich spolehlivost byla díky dalším optimalizacím dále zlepšena – lze tedy očekávat výrazně delší životnosti. Současně byla jejich výstupní výkon při proudu 350 mA zvýšen na 30 mW. Podrobně byly také zkoumány metody zvýšení vnitřní kvantové účinnosti a efektivního vyzařování světla.

Na konferenci představí vědci z FBH také kompaktní světelný zdroj založený na diodovém laseru pro hluboké UV spektrum, který emituje při vlnové délce 222 nm. Tento rozsah je zatím s LED těžko dostupný. Světelný zdroj založený na vysoce výkonném GaN laseru, jehož světlo je pomocí frekvenčního dvojnásobení (single pass) konvertováno do UV oblasti, nabízí možnost miniaturizace. Tato vlnově stabilní, úzkopásmová světelná zdroj je vhodná především pro spektroskopické aplikace, jako je absorpční nebo Ramanova spektroskopie v lékařské diagnostice, ale i pro analytiku látek.

Od na míru vyrobených pouzder po kompletní moduly

Současně FBH vyvíjí pro každou aplikaci odpovídající pouzdro a s podporou svého vývojového centra dokonce kompletní moduly, které jsou přesně přizpůsobeny dané oblasti použití. Například pro výzkumného partnera navrhl a realizoval FBH různé přístroje pro osvětlení rostlin LED diodami. Rostliny jsou tímto osvětleny specifickými vlnovými délkami, což umožňuje cíleně zvýšit podíl zdraví prospěšných látek. Při použití v sklenících jsou UV-LED chráněny speciálními pouzdry před teplým a vlhkým prostředím. Jeden z těchto modulů a další určený k dezinfekci vody představí FBH na své výstavě.

FBH je aktivně zapojen do konference

ICULTA-2018 je organizována společně s „Advanced UV for Life“ a „International Ultraviolet Association“. Konsorcium „Advanced UV for Life“ sdružuje 50 partnerů z výzkumu a průmyslu a vede ho Ferdinand-Braun-Institut. Další vědci z FBH jsou klíčovými členy konference: Prof. Michael Kneissl jako spolupředseda konference – řídí společnou laboratoř GaN Optoelectronics, kterou provozují FBH a TU Berlin – a Prof. Markus Weyers, vedoucí oddělení materiálové technologie na Ferdinand-Braun-Institut, jako předseda programového výboru.