紫外線波長 :紫外線波長と紫外線照射装置
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紫外線波長

紫外線は専門用語では紫外放射(ultraviolet radiation)と言い、その略語UVも日常的に使われています。
紫外線は 可視光(約380nm紫色〜780nm赤色)より波長が短い光線で、人の目では見えないので、
紫外線ランプの光は、『青白く見える可視光』 と 『目に見えない紫外線』 が混ざったもの、ということになります。

現代科学では「電磁波の一種が光として人の目で見ることができ、その光は粒子(光子:フォトン)と波動の側面を持つもの」
とされています。電磁波は「波」で、一定の長さの中で活発に動く(振幅する)ほど「波長が短い」ことになります。
この波長が短い光の代表格が紫外線で「活発に動く=強いエネルギーをもつ」という特徴があります。



紫外線は、その波長の長さ(単位:nm=ナノ・メートル / ナノ=10億分の1) により,
UV-A(400nm〜315nm)  
UV-B(315nm〜280nm)
UV-C(280nm〜200nm)  と、一般的には分類されます。

紫外線を技術的に利用する場合は、具体的な紫外線波長によって用途が分かれます。

UV樹脂・UV塗料 /インキの硬化=200nm〜400nmの範囲で、主に365nm。UVインキ乾燥等で400nmを超す光線を併用する場合もあります
ウェーハ洗浄、
UV洗浄、表面改質、殺菌など=254nm (UV+OZONE技術では254nmと185nmの併用が主流、173nmも在り)があります。
オゾン生成=185nm 
熱帯魚飼育・日焼け灯=UV−B域を使用


などが挙げられます。




 < 紫外線波長区分のイメージ >
  
                                   (株式会社大同印刷所 資料より)




さらに、i 線(365nm), h線(405nm), g線(436nm) という表現が使われるケースや、
DUV、EUVといった言葉が登場する場合もあります。

DUV=「Deep Ultraviolet:遠紫外線」 波長は200nm程度。
     殺菌やチップ製造などの技術説明で登場します。

XUV=x/10nmから数十nmの範囲の波長。
    
極紫外線とされ、XUVまたはEUV放射線とも呼ばれます。

EUV=「Extreme Ultraviolet:超紫外線」 13.5nmなど極めて波長の短い超紫外線。

     EUVは用語として通常、リソグラフィと組み合わせて使用され(EUVLなど)、
     約5〜20nmの放射線帯を指します。つまりXUV範囲の一部です。
     またランプ等級では、「高出力のUVランプ」をEUVと表示します。

 

SUV / XE(Xe)
マテリアルテスト(品質試験)での、人工的な天候下での耐久試験などに紫外線を使う場合、
紫外線照射のことをSUV、太陽光の波長と分光分布が近似したキセノンアーク灯
(およびその照射)はXEと略
されます。
またランプ等級で、「標準的なUVランプ」をSUVと表示します。



<参考知識:光線の分類>

紫外線波長=「X線(1pm〜10nm)と可視光線の間」として
更に細密に区分される場合もあります。(学術文献など)

〜1pm 宇宙線
1pm〜100pm ガンマ線(γ-ray)
100pm〜10nm レントゲン線(X-ray)
10nm〜400nm 紫外線(Ultra-Violet)
しかし、380nmからを可視光線域とする場合もあります。
( 380〜780nm 可視光---紫青緑黄橙赤 )

真空UVや真空紫外線 という呼称が登場する場合は、数十〜200nmを指します。



紫外線波長と、紫外線照射装置の用途

紫外線は生物のDNAを損傷/修復したり細胞膜を壊すことができ、また紫外線のエネルギーは多くの有機化合物の結合力(エネルギー)より強く、
その分子結合をほどくこともでき、こうした紫外線の働き・効果を利用するための装置がUV(紫外線)照射装置です。


紫外線を利用する技術では、その目的によって紫外線波長が違いますが、また次項に説明するように、
その光源となる紫外線ランプの種類も、紫外線波長によって異なります。
各紫外線波長別 / 用途別の 紫外線照射装置については 『紫外線照射装置』をご参照ください。



紫外線波長と、紫外線(UV)ランプの種類

産業技術で紫外線を発生させる光源ランプの区分では、一般的に以下のランプが使われます。
低圧水銀UVランプ:185〜254nm用
高圧水銀UVランプ:365nm用
メタルハライドUVランプ:200nm〜400nm帯への連続波長
この他にエキシマランプ、超高圧UVランプがありますが、一般産業ではあまり普及していません。


低圧水銀ランプと高圧水銀ランプは同じ波長のスペクトルを発光していますが、
強度分布が全く異なるため、実用的に185nm〜254nm用=低圧、365nm用=高圧、とランプ用途が分かれます。
例えば実用的に、低圧水銀ランプの主な発光スペクトルは254nm線と185nm線の2本になっており、それも
使用するガラスによりオゾンタイプ(185nmを透過させます)、オゾンレスタイプ(185nmをカット)に分かれます。
ランプのスペクトル特性については、表1の放射エネルギー表と図1、2をご参照ください。
 


1.水銀ランプの分光放射エネルギー

 

高圧水銀ランプ

低圧水銀ランプ

殺菌灯

備考

HL-100

HL-400

SUV-40S

SUV-110S

ペンライト5W

GL-30

 

ランプワット(W)

100

400

25

95

5

30

 

波長(nm)

分 光 放 射 エ ネ ル ギ ー(W)

184.9

253.7

2640-52

2699

275.3-6.0

----

0.48

0.70

0.14

0.07

----

5.4

4.1

0.9

0.6

    1.64

    6.3

 6.5

25.0

***

 1.0

 1.1×10−3

 3.2×10−4

     0

  7.2

UV-C領域

280.2

289.4

290.7

296.5

302.2

313.2

0.28

0.14

0.49

0.77

   2.1

   2.4

   1.7

4.0

6.6

11.8

   

1.7×10−4

7.9×10−4

6.0×10−3

1.1×10−2

1.1×10−2

 

UV-B領域

334.1

365.0-6.3

0.21

3.08

2.5

25.7

   

5.5×10−4

   1.2×10−2

 

UV-A領域

404.7-7.8

435.8

546.1

577.0-9.0

1.26

1.89

2.17

1.89

11.7

17.7

21.9

18.8

   

9.5×10−3

1.7×10−2

1.2×10−2

3.5×10−3

 

Visible領域




 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 









 

 

 

図1.高・低圧水銀UVランプ

< 高圧水銀UVランプ>
高圧水銀UVランプの紫外線波長と照度のデータ



<低圧水銀UVランプ>
低圧水銀UVランプの紫外線波長と照度のデータ


図2.(参考)蛍光式UVランプ

蛍光ランプ 紫外線波長 UV照度データ

・SEN-lights文献参考
CHEMICAL LAMPは補虫器など、ERYTHEMAL LAMPは赤斑治療などに使用されます。

*メタルハライドランプの分光分布は、こちらをご参照ください。

(メタハラ分光分布資料(jpg)から、このページに戻るには、ブラウザの[戻る(←)]ボタンをクリックしてお戻りください)






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