UV準分子放電燈,又稱紫外線準分子燈,是利用在紫外線燈管外的高壓、高頻對燈管內的稀有氣體進行轟擊發出單一的172nm紫外線,光子能量達696KJ/mol,高于絕大多數有機分子鍵能。利用其單一的高強紫外線,可實現很好的半導體、液晶屏制造中的光清洗、光改性,處理效果好,速度快。
紫外線照射固體表面后,表面的污染物有機分子結合被強的光能切斷、氧化,而后分解成氧氣和氫氣等易揮發性物質,揮發消失,被清洗后的表面清潔度極高,能把膜狀的油污清洗到單分子層以下,水接觸角可達小于等于1度。
紫外線準分子燈波長短,比低氣壓UV放電管具有更快的處理速度和更廣泛的有機物處理對象;波長單一,波長范圍窄,172正負10nm,發光效率高。紅外線發生量少,溫度低,對產品影響?。豢伤查g點燈,省去待機準備的時間;照射的同時可進行除靜電處理;放電管內不充入汞等有害物質,對環境不產生負面影響。
通過微波放電和介質阻擋放電(DBD,Dielectric Barrier Discharge)等無極放電形式可制成新型的準分子輻射光源,其工作物質為Xe2(172nm),Kr2(146nm)或Ar2(126nm),其中Xe2準分子光源的效率高,光能轉換效率達50%以上。現已制成58×68cm的60瓦Xe2準分子大面積平面照明系統,尤其這種燈內無劇毒的汞元素的優點,對環境保護意義深遠。已有能將172nm高效轉換成可見光的熒光粉產品,并制成有實用價值的平面無汞熒光燈產品出售,如圖所示,它在LCD的背景照明中已獲得成功應用。可以預言,隨著研究和工藝的深入,尤其是生產成本的降低,準分子光源前途被人們看好。
光源由頻率為10千周、強度為25千伏/厘米的正弦波電場激勵,功耗約10瓦。介質用二片厚度為0.22毫米的玻璃片。放電發射的真空紫外輻射的波長為125納米。譜帶半值寬度為10納米。光源輻射面積為0.3×10毫米,厚度為10毫米。光源面積正好能和光譜儀的入射狹縫相匹配。這種光源有望于用作次級真空紫外標準光源。光源輻射的光譜輻亮度僅為0.2千瓦/厘米2納米立體角。而在該波長處1千瓦微型壁穩氬弧(常見次級紫外標準光源)的光譜輻亮度僅為0.2千瓦/厘米2納米立體角。
介質阻擋放電的準分子輻射機理可以理解如下。在介質阻擋的微放電中嗎,平均能量為幾個電子伏特的電子有效地激發了氬原子。這些處于激發態的氬原子與周圍氬原子碰撞復合成被激發的氬準分子。這種過程通常是發生在較高氣壓的條件下的,所以本光源要求在氣壓為1大氣壓下工作。當被激發的準分子向下躍遷到基態時會發射波長范圍較寬的紫外輻射。它會很快地分解成氬原子。因此即使在較高氣壓下,這種光源不會發生輻射的自然吸收現象,光效是高的。
可見介質阻擋放電準分子紫外光源結構簡單,容易制造,而且具有形式多樣可變,輸出波長可以選擇、波長覆蓋面大、光效高、光譜純等特點??梢灶A見這類新的紫外光源的出現和發展將促使光化學、光物理過程在高技術中得越來越多的應用。發展這種光源成為大面積照明光源也將是可能的.
準分子光源特點:
單色性好,紫外輸出能量集中,紫外輸出強度高,可達100mW/cm2;
非相干光有利于大面積加工;
無傳統光源固有的電極腐蝕現象,使用壽命極大加長;
可隨時瞬間開啟熄滅,無需預熱,無需快門,開關次數不影響使用壽命;
開啟和運行不受周圍環境溫度影響;
冷光源,不產生紅外輸出,對被處理對象無明顯加熱效應;
綠色環保。制造無需用汞,無二次污染和廢舊回收處理問題。
波長為172nm的準分子真空紫外光子能量高達7.2eV,足以打開大多數分子鍵,能實現傳統低壓汞燈很難或根本不能實現的光化學反應,可廣泛應用于:
表面清洗。可用于晶圓和平板顯示器制造的清洗過程,清洗掩摸,去除光刻膠;
表面刻蝕和改性(如聚酰亞胺,氟材料等);
低溫光化學氣相沉積(Photo-CVD)。如電子薄膜Ta2O5和HfO2等;
光氧化、光退火。如對電子薄膜SiO2進行處理以改善其化學計量性;
室溫下光催化金屬化。如在塑料表面鍍金屬電極;
表面活化,以增加表面張力和濕潤性;
有機降解。除總有機碳(TOC)制取超純水,分解農藥殘留,印染廢水的光化學脫色;
推薦一款可以應用在172nm準分子紫外燈中的紫外線傳感器,由工采網從國外引進的高質量紫外線傳感器 - GFUV-T10GD-L,該傳感器以氮化鎵鋁為基礎的材料制成,采用Schottky-type光電二極管,具有光伏模式操作,好太陽能失明??蓱玫剑哼h紫外線監測、準分子燈監控等領域。
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