Ультрафиолетовый свет

Определения:
Невидимый свет с длиной волны менее 400 нм.

Ультрафиолетовый свет - это свет с длиной волны менее 400 нм (нижний предел длины волны видимого света).
Существует несколько различных определений, которые различают различные спектральные области:

1. Ближайшая УФ - спектральная область от 400 нм до 300 нм. Средний УФ - свет варьируется от 300 нм до 200 нм, в то время как 200 нм - 10 нм относится к дальней УФ - области. Более короткие длины волн относятся к ультрафиолетовому свету (EUV).
2. Вакуумный UV (около 200 нм) относится к диапазону длин волн, обычно используемых вакуумными устройствами, поскольку световая энергия на этой длине волны сильно поглощается воздухом. Вакуумный UV включает в себя дальний UV и ультрафиолетовый свет.
3. UVA представляет диапазон длин волн 320 - 400 нм, UVB 280 - 320 нм, UVC 200 - 280 нм.

УФ - свет имеет много применений, таких как УФ - дезинфекционная вода и инструменты, UV - отверждающие клеи, которые контролируют качество многих материалов и стимулируют флуоресценцию.

Содержание

1. Основные свойства ультрафиолетового света
2. Извлечение ультрафиолетового света
3. УФ - оптика
4. Опасности безопасности

Основные свойства ультрафиолетового света
Ультрафиолетовый свет отличается от видимого в двух аспектах:

1. Его короткая длина волны может быть точно сфокусирована и генерировать очень тонкую структуру (если используется источник света с высокой пространственной когерентностью). Это может быть применено к технологии УФ - литографии для подготовки микроэлектронных устройств, таких как микропроцессоры и чипы. Будущие микропроцессоры требуют более тонкой структуры и фотолитографии в области EUV. В настоящее время разрабатываются источники света EUV и соответствующие фоторезисторы.
2. Его фотонная энергия выше, чем у многих объектов. Таким образом, ультрафиолетовый свет может быть поглощен многими веществами, создавая процесс возбуждения, который может вызвать изменения в химической структуре вещества (например, разрыв химической связи). Это может быть использовано в лазерной обработке материалов (например, лазерное травление, импульсное лазерное осаждение, подготовка волоконно - оптической пражской решетки) для дезинфекции и стерилизации воды или медицинских устройств. УФ - свет может повредить кожу человека, особенно УФ - свет обладает бактерицидным действием. Когда ультрафиолетовый свет взаимодействует с микроуглеводородами в воздухе, органические тонкие слои могут осаждаться на близлежащих поверхностях; Это световое загрязнение снижает качество нелинейных кристаллов в УФ - лазерных источниках света.

Извлечение ультрафиолетового света
Лазеры, производящие ультрафиолетовый свет, сталкиваются со многими проблемами, но все же есть некоторые ультрафиолетовые лазеры, которые могут непосредственно генерировать УФ - свет: некоторые лазеры на теле (например, с использованием кристаллов, легированных церием, Ce: LiCAF), волоконно - оптические лазеры, лазерные диоды (большинство из которых используют GaN), лазеры на красителях, квазимолекулярные лазеры и лазеры на свободных электронах.
Другим способом получения ультрафиолетового света является нелинейное преобразование частоты выходного света почти инфракрасного лазера. См. ультрафиолетовые лазеры для получения более подробной информации.
В частности, в области EUV обычно используется газовый разряд (например, ксеноновый или оловянный пар) или плазма, индуцированная лазером для получения нескольких ватт или даже десятков ватт мощного УФ - излучения. Однако этот источник света не является когерентным.
Иногда ультрафиолетовый свет не генерируется лазерами. Особенно важны газовые разрядные лампы (например, ртутные трубки), а также светодиоды (UV LEDs) также широко используются.

УФ - оптика
При обращении с УФ - светом требуется специальная теория УФ - оптики. Важными параметрами материала в УФ - применении являются низкое содержание пузырьков и примесей, хорошая однородность скорости преломления, небольшое двойное преломление и гладкая поверхность. Долгосрочная устойчивость к ультрафиолетовому излучению также важна, особенно при применении мощных УФ - лазеров.
В чистом фториде кальция требуется УФ - оптика, материал имеет очень низкое поглощение УФ, высокую однородность, низкое двойное преломление, высокую твердость (по сравнению с другими фтористыми материалами), высокую стабильность и высокий порог повреждения. Может использоваться при температуре ниже 160 нм и, следовательно, может использоваться в квазимолекулярных лазерах на основе фторида аргона.
Но он хрупкий, неизотропный и влагопоглощающий. Его альтернативой является расплавленный диоксид кремния UV - класса, который может использоваться при длине волны менее 200 нм, в то время как дешевый стандартный расплавленный диоксид кремния имеет большие потери при длине волны менее 260 нм. Другим доступным материалом является алмаз, который прозрачен, когда меньше 230 нм, но очень дорог.
Некоторые оптические волокна могут использоваться в ближней ультрафиолетовой области спектра, но потери от распространения относительно высоки. Передача ультрафиолетового света с помощью оптического волокна невозможна при более короткой длине волны или более высокой мощности.
В области EUV почти все твердые материалы имеют сильное поглощение, а также сильное затухание в воздухе при температуре менее 200 нм, поэтому вакуумные UV или EUV, используемые для фотолитографии, должны быть в вакуумных условиях.
Пражское зеркало может быть подготовлено в области EUV с использованием структуры молибдена / кремния (Mo / Si) и может получить около 70% альбедо на 12 нм. Поскольку его альбедо ограничено, необходимо изменить оптическую конструкцию EUV, чтобы получить минимальное количество отражающих поверхностей.

Опасности безопасности
Ультрафиолетовый свет вреден для глаз (особенно при 250 - 300 нм) и кожи (особенно 280 - 315 нм), он вызывает катаракту или кератит, а также вызывает рак кожи в дополнение к пигментным отложениям и красным пятнам.
Небольшие дозы, которые не вызывают острых реакций, также ускоряют старение кожи. Поэтому при работе с УФ - светом, особенно с УФ - лазерами, необходимы специальные меры лазерной защиты. Например, УФ - лучи в открытых оптических устройствах должны быть закрыты с помощью некоторых металлических труб.